题目内容

4.如图所示,小球在竖直力F作用下压缩竖直轻弹簧并保持静止.若将力F撤去,小球将向上弹起并离开弹簧,直到速度变为零为止,在小球上升过程中(  )
A.小球的动能一直减小B.小球在离开弹簧时动能最大
C.小球动能最大时弹性势能为零D.小球动能减为零时,重力势能最大

分析 根据小球的受力情况分析小球速度如何变化,来判断小球的动能如何变化,确定小球的动能最大时弹簧的状态,分析弹性势能是否为零.由小球和弹簧系统的机械能守恒分析小球动能为零时的重力势能.

解答 解:ABC、将力F撤去,小球向上弹起的过程中,弹簧的弹力先大于重力,后小于重力,小球所受的合力先向上后向下,所以小球先向上做加速运动,后向上做减速运动,动能先增大后减小,当弹簧的弹力与重力大小相等时,速度最大,动能最大,此时弹簧处于压缩状态,弹簧的弹性势能不为零.故A、B、C错误;
D、小球离开弹簧后只受重力做匀减速直线运动,动能不断减小,当小球动能减为零时,到达最高点,重力势能最大,故D正确;
故选:D

点评 本题关键分析小球的受力情况,确定小球的运动情况,其中,重力和弹力相等时是一个分界点.

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