题目内容

如图所示,一轻质弹簧下端固定,直立于水平地面上,将质量为m的物体A从离弹簧顶端正上方h高处由静止释放,当物体A下降到最低点P时,其速度变为零,此时弹簧的压缩量为x0;若将质量为2m的物体B从离弹簧顶端正上方h高处由静止释放,当物体B也下降到P处时,其速度为(  )
分析:物体由静止自由下落到碰到弹簧这个过程中,物体的重力势能转化为物体的动能.
物体从碰到弹簧到最底端,分三个过程,一、弹力小于重力时,物体加速;二、弹力等于重力,物体匀速;三、弹力大于重力,物体减速.
物体从最高点到最低点,物体的运动速度先增大后减小到零.
解答:解:当质量为m的物体从离弹簧顶端正上方h高处下落至最低点P的过程,克服弹簧做功为W,
由动能定理得:mg(h+x0)-W=0    ①
当质量为2m的物体从离弹簧顶端正上方h高处下落至P的过程,设2m的物体到达P点的速度为v 
由动能定理得:2mg(h+x0)-W=
1
2
2mv2
     ②
①②联立得:v=
g(h+x0)

故ABC错误,D正确,
故选:D.
点评:解决题的关键分清楚物体下落过中能量转化关系:重力势能一部分转化为物体的动能,另一部分转化为弹簧的弹性势能,还要知道同一弹簧压缩量相同,则弹性势能就相同;再结合动能定理即可轻松求解.
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