题目内容

【题目】如图所示,现有一端固定在地面上的两根长度相同竖直弹簧(K1>K2),两个质量相同的小球分别由两弹簧的正上方高为H处自由下落,落到轻弹簧上将弹簧压缩,小球落到弹簧上将弹簧压缩的过程中获得的最大弹性势能分别是E1和E2 , 在具有最大动能时刻的重力势能分别是EP1和EP2(以地面为重力势能的零势能),则( )

A.E1<E2
B.E1>E2
C.EP1=EP2
D.EP1>EP2

【答案】A,D
【解析】解:小球压缩弹簧的过程中,受重力和支持力,在平衡位置,速度最大,动能最大,根据平衡条件,有:
kx=mg
解得:x=
由于K1>K2 , 所以K1弹簧的弹力先等于重力,小球的动能最大时即K1弹簧的压缩量小,小球的位置高,可知在具有最大动能时刻的重力势能分别是EP1>EP2
由于K1>K2 , 弹簧K1先更难被压缩,所以到达最低点时,弹簧K1的压缩量小,小球的位置比较高,则小球减小的重力势能比较小,根据小球与弹簧的系统的机械能守恒可知,弹簧K1的弹性势能就比较小E1<E2;所以选项AD正确,BC错误.
故选:AD
【考点精析】解答此题的关键在于理解动能定理的综合应用的相关知识,掌握应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.

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