Question

【题目】蹦床运动可简化为一个落到竖直放置的轻弹簧的小球运动，如图甲所示．质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．以小球刚下落开始计时，以竖直向下为正方向，小球的速度v随时间t变化的图线如图乙所示．图线中的OA段为直线，与曲线ABCD相切于A点．不考虑空气阻力，则关于小球的运动过程，下列说法正确的是( )

A．t2－t1>t3－t2

B．下落h高度时小球速度最大

C．小球在t4时刻所受弹簧弹力大于2mg

D．小球在t2时刻重力势能和弹簧的弹性势能之和最大

Answer 1

【答案】C

【解析】A项，小球在B点时，a＝0，即mg＝kΔxB，AB过程，合外力：F合＝mg－kΔx＝k(ΔxB－Δx)＝kx球B，x球B为球所处位置到平衡位置B的距离，同理可得BC过程也满足上述关系，故小球在AC之间做简谐运动，故t2－t1＝t3－t2，故A项错误；B项，A是下降h高度时的位置，而AB过程，重力大于弹簧的弹力，小球做变加速直线运动，加速度小于g.B点是速度最大的地方，故B项错误；C项，由A中知C点与A点是对称的点，由A点到B点的弹簧长度变化，由对称性得由B到C的弹簧长度再变化，故到达D点时形变量要大于2，所以弹力大于2mg，所以C项正确；D项，系统在整个过程中，只受重力和弹簧弹力作用，系统机械能守恒，小球在t2时刻的速度最大，动能最大，故重力势能和弹簧的弹性势能之和最小，故D项错误．