题目内容
如图所示,一根轻弹簧竖直直立在水平地面上,下端固定,在弹簧的正上方有一个物块,物块从高处自由下落到弹簧上端点O,将弹簧压缩,弹簧被压缩了x0时,物块的速度变为零.从物块与弹簧接触开始,物块加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是下图中的( ).
D
物块从接触弹簧到弹簧被压缩到最短,物块受到弹力和重力两个力的作用,物块到达平衡位置之前,合外力向下,由牛顿第二定律得:
mg-kx=ma1,得:a1=g-x
物块到达平衡位置之后,合外力向上,由牛顿第二定律得:kx-mg=ma2,得:a2=x-g
可见,物块到达平衡位置前后,a-x图象均为直线,且斜率的绝对值相等,物块刚接触弹簧时加速度为重力加速度.由于物块从弹簧上端落下来,故到其速度减为零时,加速度大于重力加速度.设物块到达平衡位置时弹簧压缩了x1,物块速度减为零时弹簧压缩了x0,这时有:
x1=,a2=x0-g>g,x0>,所以x1<x0,图象D正确.
mg-kx=ma1,得:a1=g-x
物块到达平衡位置之后,合外力向上,由牛顿第二定律得:kx-mg=ma2,得:a2=x-g
可见,物块到达平衡位置前后,a-x图象均为直线,且斜率的绝对值相等,物块刚接触弹簧时加速度为重力加速度.由于物块从弹簧上端落下来,故到其速度减为零时,加速度大于重力加速度.设物块到达平衡位置时弹簧压缩了x1,物块速度减为零时弹簧压缩了x0,这时有:
x1=,a2=x0-g>g,x0>,所以x1<x0,图象D正确.
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