题目内容

14.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则(  )
A.t1时刻小球动能最大
B.t2时刻小球重力势能最小
C.t2-t3这段时间内,小球的动能先增加后减小
D.t2-t3这段时间内,弹簧的弹性势能增加

分析 小球先自由下落,与弹簧接触后,弹簧被压缩,在下降的过程中,弹力不断变大,当弹力小于重力时,物体加速下降,但合力变小,加速度变小,故做加速度减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后物体由于惯性继续下降,弹力变的大于重力,合力变为向上且不断变大,故加速度向上且不断变大,故物体做加速度不断增大的减速运动;同理,上升过程,先做加速度不断不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后做加速度不断增大的减速运动,直到小球离开弹簧为止.

解答 解:A、t1时刻小球小球刚与弹簧接触,与弹簧接触后,小球先做加速度不断减小的加速运动,当弹力增大到与重力平衡,即加速度减为零时,速度达到最大,所以t1时刻小球动能不是最大,故A错误;
B、t2时刻,弹力最大,弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,小球重力势能最小,故B正确;
C、t2~t3这段时间内,小球处于上升过程,弹簧的弹力先大于重力后小于重力,则小球先做加速度不断减小的加速运动,后做加速度不断增大的减速运动,故C正确;
D、t2~t3段时间内,小球在上升,弹簧的压缩量减小,弹性势能减小.故D错误.
故选:BC.

点评 本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理,同时要能结合图象分析.

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