题目内容
【题目】将一物体系于一竖直悬挂的轻质弹簧的下端,并用手托着物体,然后让它慢慢下降到平衡位置,这时弹簧伸长的长度为 d。已知弹簧的弹性势能,其中 k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量,重力加速度为g,如果让该物体从初始位置自由释放,则物体在下落的过程中
A.物体的运动时间为
B.物体的最大速度为
C.物体的最大加速度为2g
D.弹簧的最大伸长量为2d
【答案】D
【解析】
试题分析:小球下落过程中做简谐振动,平衡位置在重力和弹力相等位置,即平衡位置到释放点的距离为d,根据对称性可得小球从释放点到最低点的高度为2d,但由于过程中小球做的不是自由落体运动,故时间不是,A错误D正确;最低点加速度最大,弹力为2mg,方向竖直向上,故此时的加速度为,方向竖直向上,C错误;当弹力等于重力时,速度最大,下降过程中重力势能转化为动能和弹性势能,故在速度最大时有,B错误;
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