题目内容

12.如图所示,小球自a点静止自由下落,到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运动过程中(选地面为零势位)(  )
A.小球机械能守恒
B.小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球在b点时动能最大
D.a到c点整个过程,小球重力势能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量

分析 开始小球做自由落体运动,小球从b点接触弹簧,弹力逐渐增大,开始小于重力,到bc间某位置等于重力,后大于重力,因此,小球从b到c过程中先做加速运动,后做减速运动,到c点速度减为零,弹簧压缩到最短,因此明确了整个过程中小球的运动情况,根据功能关系可正确解答本题.

解答 解:A、由于弹簧的弹力对小球做功,所以在小球接触弹簧的过程中,小球机械能不守恒.故A错误;
B、由于小球下落过程中做变速运动,下落位移与时间不成正比,因此小球的重力势能减小,但是并非均匀减小,故B错误;
C、小球从b点接触弹簧,弹力逐渐增大,弹力先小于重力,后大于重力,小球先加速后减速,则知在bc之间某位置,弹力等于重力,小球的速度最大,动能最大.故C错误.
D、小球下落过程只有重力与弹簧弹力做功,系统的机械能守恒,则从a到c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,故D正确;
故选:D.

点评 本题关键是明确小球的运动情况和整个过程中能量的转化情况,特别是小球从b到c的过程,先做加速度不断减小的加速运动,后做加速度不断增加的减速运动.要注意小球接触弹簧后机械能是减少的.

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