题目内容

3.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中,不计空气阻力,下列叙述中正确的是(  )
A.小球的机械能守恒
B.重力势能和弹性势能之和先减小后增加
C.动能和弹性势能之和先减小后增加
D.重力势能与动能之和始终增大

分析 对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化,没有与其他形式的能发生交换,也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变.对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,弹簧是一直被压缩的,所以弹簧的弹性势能一直在增大.根据系统的机械能守恒分析.

解答 解:A、小球下落过程中,弹簧的弹力对小球做负功,小球机械能减小.故A错误;
B、小球和弹簧接触过程中,弹力先大于重力,后弹力小于重力,小球先做加速运动,当弹簧弹力等于重力时速度最大,然后做减速运动,故其动能先增大后减小.
对于小球与弹簧组成的系统机械能守恒,则知重力势能和弹性势能之和先减小后增大,故B正确.
C、根据系统的机械能守恒知,小球下落过程中动能、重力势能以及弹簧弹性势能三者之和保持不变,重力势能一直减小,则动能和弹性势能之和一直增大,故C错误.
D、由于弹性势能一直增大,因此动能和重力势能之和一直减小,故D错误.
故选:B.

点评 弹簧问题往往是动态变化的,分析这类问题时用动态变化的观点进行,同时注意其过程中的功能转化关系.

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