题目内容

1.如图所示为一个竖直放置的轻质弹簧,上端与一物体相连,物体在A、B之间上下运动.在O点为物体重力与弹簧弹力大小相等的位置,A点为弹簧处于原长时上端的位置.物体由C点运动到D点(C、D两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势能增加了3J,重力势能减少了2J,则对于这段过程的下列说法正确的是(  )
A.物体的动能增加1J
B.C点可能在O点上方
C.D点可能在O点上方
D.物体经过D点时的运动方向可能指向O点

分析 由题意可知0点是平衡位置,即弹簧弹力等于重力,根据牛顿第二定律分析从A到B加速度的变化;从能量的转化角度考虑:物体和弹簧组成的系统机械能守恒.

解答 解:由题可知0点是平衡位置,即弹簧弹力等于重力,A向O的过程中物块的动能增大,O向B的过程中物块的动能减小.运动的过程中物块的重力势能、动能以及弹簧的弹性势能的总和不变.
A、由题,弹簧的弹性势能增加了3J,重力势能减少了2J,由系统的机械能守恒可知,物块的动能减小1J.故A错误;
B、C、物块由C到D的过程中,重力势能减少了2J,说明物块是向下运动,而物块的动能减小,说明物块的速度减小了,所以D点一定在O点的下方,而C点可能在O点的下方,有可能在O点,或在O点的上方.故B正确,C错误;
D、由于题目只是说“物体由C点运动到D点”,而没有说明物块是否是从C第一次到达D点,所以物块在D点的速度的方向可能向下,有可能向上.故D正确.
故选:BD

点评 物体从A位置,即弹簧原长位置释放,实质做以O为平衡位置的简谐振动,简谐振动的物体在平衡位置时速度最大,从平衡位置向两侧运动的过程中动能减小,速度减小.

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