Question

利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值．某次实验中，把小球举到橡皮绳的悬点O处，然后放手让小球自由下落，如图所示是用这种方法得到的橡皮绳中拉力F随时间t变化的图象．由此图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（　　）

A．t₂时刻小球的速度最大

B．t₃时刻小球的动能最大

C．t₁-t₂这段时间内，小球的速度先增大后减小

D．整个过程中，橡皮绳和小球组成的系统机械能守恒

Answer 1

分析：把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t₁与t₄时刻绳子刚好绷紧，分析小球的运动情况，判断什么时刻小球的速度最大．当绳子的拉力最大时，小球运动到最低点，绳子也最长．

解答：解：A、把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t₁时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t₂时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，所以t₂时刻小球速度为零．故A错误；
B、t₃时刻与t₁时刻小球的速度大小相等，方向相反，由上同理可知，t₃时刻动能不是最大，故B错误；
C、t₁-t₂时间内小球先做加速度减小的加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t₂时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，即t₁-t₂这段时间内，小球的速度先增大后减小．故C正确；
D、在整个过程中，橡皮绳的弹力要做功，要发热，所以橡皮绳和小球组成的系统要减小，转化内能，故D错误．
故选C

点评：本题关键要运用牛顿定律分析小球运动情况的能力，要注意绳子拉力的变化与弹簧的弹力类似．