Question

2．如图所示，一只钢球由高处静止自由下落弹击固定在地面上的弹簧，使弹簧压缩到最短的过程中，1、2弹簧自然伸长，4最短小球静止，3刚好弹力和重力相等．钢球动能最大的状态是（　　）

• A． 1状态
• B． 2状态
• C． 3状态
• D． 4状态

Answer 1

分析 钢球从高处下降的过程，高度不断地减小，它的速度不断的增加，这个过程是重力势能不断转化成动能；
当钢球接触到弹簧后，开始弹力小于重力，速度增大，当重力等于弹力时，速度最大，然后弹力大于重力，小球的速度也会不断地减小．由此分析判断．

解答 解：
钢球在刚接触弹簧时，弹力小于钢球的重力，此时钢球做加速运动，钢球的速度不断增大；随着弹簧不断被压缩，弹力增大，当弹力等于重力时，钢球的速度达到最大；当弹力大于重力时，钢球不断减速，自身的动能在不断地减小．
由图和题意可知，在1状态时，钢球未接触到弹簧，钢球在加速下落；
在2状态时，钢球刚好下落到弹簧上，弹簧还未被压缩，钢球仍在加速下落；
在3状态时，弹力和重力刚好相等，钢球的速度达到最大；
在4状态时，钢球将弹簧压缩到最短，此时钢球速度为0．
由上分析知，钢球质量不变，钢球在3状态时速度最大，所以此时动能最大．
故选C．

点评 这是一道比较复杂的能量转化的题目，既有重力势能和动能的转化，又有动能和弹性势能的转化，要弄清楚小球在下降过程中速度的变化是关键．