题目内容
【题目】如图甲所示,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处由静止释放,落在弹簧上后继续向下运动到最低点的过程中,小球的速度v随时间t的变化图象如图乙所示,其中OA段为直线,AB段是与OA相切于A点的曲线,BCD是平滑的曲线.若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,则关于A、B、C、D各点对应的小球下落的位置坐标x及所对应的加速度a的大小,以下说法正确的是( )
A.xA=h,aA=0
B.xB=h+ ,aB=0
C.xC=h+ ,aC=g
D.xD>h+ ,aD>g
【答案】B,C,D
【解析】解:A.OA过程是自由落体,A的坐标就是h,加速度为g,所以A错误.
B.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=kx,可知 ,所以B的坐标为h+ ,所以B正确.
C、A、C两点关于B点对称,由A点到B点的形变量为 ,由对称性得由B到C的形变量也为 ,所以在C点的形变量为 ,所以弹簧弹力F=2mg,F﹣mg=ma,a=g,x= ,所以C的坐标为h+ ,所以C正确.
D.到达D点时,速度为0,所以到达D点时形变量要大于C点的形变量,所以D的坐标大于h+ ,加速度aD>g,所以D正确.
故选:BCD.
(1)OA过程是自由落体,A的坐标就是自由下落的高度,此时的加速度也就是自由落体加速度;(2)B点是速度最大的地方,此时重力和弹力相等,合力为零,加速度也就为零,可以计算出弹簧的形变量;(3)A、C两点关于B点对称,速度相同,加速度大小相等,方向相反,F﹣mg=mg,可以计算出弹簧的形变量;(4)D点时速度减为零,弹簧被压缩到最低点,弹簧的弹力最大,可以分析物体的加速度.