题目内容
5.如图所示,自由下落的小球从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,如果不计空气阻力,并且弹簧的形变始终没有超过弹性限制,则( )A. | 小球的速度一直减小 | |
B. | 小球的加速度先减小后增大 | |
C. | 小球的机械能一直减小 | |
D. | 小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小 |
分析 本题要正确分析小球下落与弹簧接触过程中弹力变化,即可求出小球合外力的变化情况,进一步根据牛顿第二定律得出加速度变化,从而明确速度的变化情况.再由机械能守恒的条件进行分析即可明确能量的变化.
解答 解:A、小球接触弹簧上端后受到两个力作用:向下的重力和向上的弹力.在接触后的前一阶段,重力大于弹力,合力向下,因为弹力F=kx不断增大,所以合外力不断减小,故加速度不断减小,由于加速度与速度同向,因此速度不断变大.当弹力逐步增大到与重力大小相等时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大.后一阶段,即小球达到上述位置之后,由于惯性小球仍继续向下运动,但弹力大于重力,合外力竖直向上,且逐渐变大,因而加速度逐渐变大,方向竖直向上;小球的加速度先减小,后增大;速度先增大后减小;故A错误,B正确;
C、小球做减速运动,当速度减小到零时,达到最低点,弹簧的压缩量最大.整过程中小球的机械能一直减小;故C正确;
D、由于小球和弹簧组成的系统机械能守恒;故小球的重力势能、动能和弹簧的弹性势能之和保持不变;因动能先增大后减小;故重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大;故D错误;
故选:BC.
点评 本题考查了牛顿第二定律的综合应用和机械能守恒定律的应用,学生容易出错的地方是:认为物体一接触弹簧就减速.对弹簧的动态分析也是学生的易错点,在学习中要加强这方面的练习.
练习册系列答案
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