Question

13．如图所示一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属缺从高处由静止开始自由下落，从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中（　　）

• A． 重力先做正功后做负功
• B． 弹力先做正功后做负功
• C． 金属块的动能为零时，弹力与重力相平衡
• D． 金属块的动能为零时，弹簧的弹性势能最大

Answer 1

分析 物体静止在弹簧正上方，物体具有重力势能，物体由静止下落，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大．
动能跟物体的质量和速度有关．质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动能越大．
物体撞击弹簧，受到弹簧的弹力，重力大于弹力，物体继续向下运动，重力不变，弹力不断增大，但是重力大于弹力，物体的运动速度还在不断增大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重力时，物体的运动速度最大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力大于重力时，物体进行减速运动．
物体从自由下落到下落到最底端，物体的运动速度先增大，后减小，到最底端速度为零．

解答 解：A、金属块一直向下运动，所以重力一直做正功，重力势能一直减小，故A错误．
B、铁块开始接触弹簧下降，重力大于向上的弹力，铁块加速向下运动，之后，重力小于弹力，合力向上，铁块向下减速运动，直到速度为零，铁块所受弹力始终向上，而运动方向向下，故弹力对铁块一直做负功．故B错误．
C、物体撞击弹簧，受到弹簧的弹力，重力大于弹力，物体继续向下运动，重力不变，弹力不断增大，但是重力大于弹力，物体的运动速度还在不断增大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重力时，物体的运动速度最大，其动能最大，故C错误．
D、当金属块的速度为零时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大．故D正确．
故选：D．

点评 物体由静止自由下落到碰到弹簧这个过程中，物体的重力势能转化为物体的动能．
物体从碰到弹簧到最底端，分三个过程，一、弹力小于重力时，物体加速；二、弹力等于重力，物体匀速；三、弹力大于重力，物体减速．
物体从最高点到最低点，物体的运动速度先增大后减小到零．