Question

【题目】如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．关于小球下落阶段下列说法中正确的是

A. 在B位置小球速度最大

B. 从A→D位置的过程中小球所受合力逐渐增大

C. 从A→C位置的过程中小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量

D. 从A→D位置的过程中小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

Answer 1

【答案】D

【解析】小球从静止开始下落，从A到B，小球只受重力的作用，做加速运动，速度增加；从B到C，此过程弹簧逐渐被压缩，弹簧的弹力逐渐增大，合外力逐渐减小，合外力方向向下，小球做加速运动；到了C点，重力和弹簧的弹力大小相等，速度达到最大值，即在C位置小球速度最大，此时的动能最大，故A错误。

小球从A 位置的过程中，从A到B，小球只受重力的作用；从B到C，弹簧的弹力逐渐增大，合外力逐渐减小；到了C点，重力和弹簧的弹力大小相等，合力为0；从C到D，弹力大于重力，合外力逐渐增大。故B错误。

从A→C位置的过程中，从A到B，小球只受重力的作用，小球的机械能守恒，小球的重力势能转化为小球的动能；从B到C，弹簧的弹力逐渐增大，小球重力势能的减少量转化为小球动能和弹簧的弹性势能，因此小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量，故C错误。

从A→D位置的过程中，小球动能的变化量为0，根据机械能守恒定律可知，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确为答案。