题目内容

【题目】如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧开始压缩到最短的整个过程中(不计空气阻力及碰撞过程能量损失),下列关于能量的叙述中正确的应是(

A. 重力势能和动能之和一直减少

B. 重力势能和弹性势能之和总保持不变

C. 动能和弹性势能之和保持不变

D. 重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变

【答案】AD

【解析】

对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化,没有与其他形式的能发生交换,也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,弹簧是一直被压缩的,所以弹簧的弹性势能一直在增大。因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变,重力势能和动能之和始终减小。故A正确。在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度,在压缩的过程中,弹簧的弹力越来越大,小球所受到的加速度越来越小,直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力,这个时候小球的加速度为0,要注意在小球刚接触到加速度变0的过程中,小球一直处于加速状态,由于惯性的原因,小球还是继续压缩弹簧,这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力,小球减速,直到小球的速度为0,这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小,所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加。故B错误。小球下降,重力势能一直减小,所以动能和弹性势能之和一直增大。故C错误。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化,没有与其他形式的能发生交换,也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。故D正确。故选AD。

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