题目内容
(2010?孝感一模)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球从离弹簧上端高h处自由释放,压上弹簧后继续向下运动的过程中.若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下建一坐标轴ox,则小球的速度平方υ2随坐标x的变化图象如图所示,其中OA段为直线,AB段是与OA相切于A点的曲线,BC是平滑的曲线,则A、B、C各点对应的位置坐标及加速度,以下说法正确的是( )


分析:小球先做自由落体运动,接触弹簧后由于弹簧的弹力逐渐增大,小球先做加速度减小的变加速运动,后做加速度增大的变减速运动,当重力与弹簧的弹力大小相等时,加速度为零,根据小球的运动情况,即可xA=h,aA=g.
B点速度最大,加速度为零,根据胡克定律可求出弹簧的压缩量,得到xB.根据对称性研究D点的加速度.
B点速度最大,加速度为零,根据胡克定律可求出弹簧的压缩量,得到xB.根据对称性研究D点的加速度.
解答:解:A、OA过程是自由落体运动,A的坐标是xA=h,加速度为aA=g,B在A点的下方,故A正确,B错误.
C、B点是速度最大的地方,此时重力和弹力相等,合力为0,加速度也就为0,由mg=k△x,可知△x=
,所以B得坐标为xB=h+
,故C正确.
D、取一个与A点对称的点为D,由A点到B点的形变量为
,由对称性得由B到D的形变量也为
,故到达C点时形变量要大于h+2
,即xC>h+2
,根据牛顿第二定律得知,加速度ac>g,故D错误.
故选AC
C、B点是速度最大的地方,此时重力和弹力相等,合力为0,加速度也就为0,由mg=k△x,可知△x=
mg |
k |
mg |
k |
D、取一个与A点对称的点为D,由A点到B点的形变量为
mg |
k |
mg |
k |
mg |
k |
mg |
k |
故选AC
点评:本题抓住弹簧的弹力与压缩量成正比,对小球运动过程进行动态分析,抓住B点的合力为零,由胡克定律可求得弹簧的压缩量,即可得到B点的坐标.根据简谐运动的对称性,研究D点的加速度.

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