题目内容

11.如图,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A位置有一小球,小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零,则小球(  )
A.下落至C处速度最大
B.由A至D下落过程中机械能守恒
C.由B至D的过程中,动能先增大后减小
D.由A至D的过程中重力势能的减小等于弹簧弹性势能的增加

分析 小球在运动过程中,受到重力和弹簧的弹力,对于小球和弹簧组成系统的机械能守恒.分析弹力的变化情况,由牛顿第二定律判断其运动情况,知道小球经过C点时动能最大.

解答 解:A、从A到B,小球做匀加速运动,速度增加;从B到C,此过程弹簧逐渐被压缩,弹簧的弹力逐渐增大,但弹力小于重力,小球的合外力向下,且逐渐减小,速度增大.在C点,重力和弹簧的弹力大小相等.从C到D,弹力大于重力,小球向下做减速运动,则小球下落至C点时速度最大,动能最大,故A正确.
B、由A至D下落过程中,由于弹簧对小球做功,所以小球的机械能不守恒.故B错误.
C、由B至D的过程中,小球的速度先增大后减小,则动能先增大后减小.故C正确.
D、小球在运动过程中,对于弹簧和小球组成的系统,只有重力和弹簧的弹力做功,所以系统的机械能守恒.则知从A到D的过程中,重力势能的减小等于弹簧弹性势能的增加.故D正确.
 故选:ACD

点评 解决能量转化问题时,经常要对运动过程进行分段,尤其是象含有弹簧的情况;并找出各阶段的临界状态,在各段中对物体受力分析,明确各力的做功情况.

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