题目内容
如图所示,一个铁球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,接触弹簧后将弹簧压缩,在压缩的全过程中,弹簧均为弹性形变.那么,当弹簧的压缩量最大时( )A.球所受合力最大,且一定大于重力值,方向与重力方向相反
B.球的加速度最大,且一定大于重力加速度的值
C.球的加速度最大,有可能小于重力加速度的值
D.球所受弹力最大,但不一定大于重力的值
AB
解析:弹簧与球可看成一个弹簧振子,球与弹簧一起运动为简谐运动,由简谐运动的对称性可知,球刚与弹簧接触处速度不为零,而最大压缩量处速度为零,可见最大压缩量处的回复力产生的加速度大于刚接触时的加速度,即大于重力加速度,A、B选项正确.
此题也可作如下分析:设球从高h的地方落下,弹簧最大压缩量为x,由动能定理有:
mgh-x=0,而=,k为弹簧的劲度系数,故mgh-kx2=0,因x<h,所以kx>2mg,a=(kx-mg)/m>g.
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