题目内容

11.如图所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x0,不计空气阻力,则(  )
A.当小球与弹簧接触后开始做减速运动
B.小球和弹簧组成的系统在运动过程中机械能守恒
C.弹簧的劲度系数为$\frac{mg}{{x}_{0}}$
D.弹簧的最大弹性势能为3mgx0

分析 根据小球的受力,得出加速度的方向,从而判断小球接触弹簧后的运动规律.抓住系统机械能守恒,求出弹簧的最大弹性势能.根据胡克定律求解劲度系数.

解答 解:A、当小球与弹簧接触后,开始重力大于弹力,加速度方向向下,向下做加速运动,然后弹力大于重力,加速度方向向上,向下做减速运动,故A错误.
B、小球和弹簧组成的系统,只有重力和弹簧弹力做功,系统机械能守恒,故B正确.
C、设弹簧的弹力与重力大小相等时,弹簧压缩量为x,则有mg=kx,k=$\frac{mg}{x}$.而弹簧的弹力与重力平衡的位置在B点的上方,则x<x0,则k>$\frac{mg}{{x}_{0}}$,故C错误.
D、当小球运动到最低点B时,弹性势能最大,根据机械能守恒定律得,弹簧的最大弹性势能为3mgx0.故D正确.
故选:BD.

点评 本题既要根据受力情况判断小球的运动情况,又要运用机械能守恒分析小球的速度和弹性势能,综合性较强.

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