题目内容
【题目】如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在压力传感器上,压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值),压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路.压力传感器不受力时电流表示数是I0 . t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧.整个过程中,不计能量损失,电流表示数I随时间t变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是
A. t1时刻,小球动能最小
B. t2时刻,弹簧的弹性势能最小
C. t1~t2时间内,小球的重力势能一直增大
D. t1~t3这段时间内,小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
【答案】D
【解析】
(1)当电流表示数为I0时,表示压力传感器不受力,也就是小球没有落在弹簧上,小球处于上升或者下落状态。
(2)当电流表示数变大时,表示压力传感器的电阻阻值减小,表明压力传感器受到的压力增大,说明此时小球处于下落压缩弹簧的过程;电流表示数最大时,说明小球下落到最低点。
(3)当电流表示数变小时,表示压力传感器的电阻阻值增大,表明压力传感器受到的压力减小,说明此时是弹簧把小球弹起的过程,小球处于上升过程。
(1)t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放;t1时刻时,电流表示数为I0,表示压力传感器不受力,是在小球落到弹簧上前一瞬间,小球处于下落状态。此时小球的速度增大,因此动能增大,故A错误;
(2)t2时刻时,电流表示数最大,表示压力传感器的电阻阻值最小,表明压力传感器受到的压力最大,说明此时小球把弹簧压缩到最低点,弹簧的弹性形变程度最大,弹性势能最大。故B错误;
(3)t1~t2时间内,电流变大,是小球压缩弹簧的过程,表明小球在下降,小球的重力势能一直减小,故C错误;
(4)t2~t3这段时间内,电流表示数变小,表示压力传感器的电阻阻值增大,表明压力传感器受到的压力减小,说明此时是弹簧把小球弹起的过程,弹性势能转化成动能和重力势能,因此小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能。故D正确。
故选:D。