题目内容


如图所示,竖直放置在水平地面上的轻弹簧,下端固定在地面上,将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连),并用力向下压球.稳定后用细杆把弹簧栓牢.烧断细线,球将被弹起,脱离弹簧后能继续向上运动,则该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中(  )

 

A.

球所受的合外力先增大后减小

 

B.

球的动能先增大后减小,机械能一直增加

 

C.

球脱离弹簧时弹簧为原长

 

D.

球在刚脱离弹簧时动能最大


考点:

功能关系;机械能守恒定律.

分析:

弹簧的弹性势能跟弹簧的形变量有关,形变越大,弹性势能越大.分析小球的运动情况:从细线被烧断到弹簧的弹力等于小球的重力的过程中,小球向上做加速运动,之后做减速运动,当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大,动能最大.

解答:

解:A、球将被弹起,且脱离弹簧后能继续向上运动,说明烧断细线瞬间,小球受重力和弹簧的弹力,弹簧的弹力大于2mg,所以球所受合力的最大值大于球的重力值,随小球向上运动,弹簧的伸长量减小,弹力减小,所以合力减小;当弹力小于重力时,合力的方向向下,弹簧的伸长量减小,弹力减小,所以合力增大.故合力先减小后增大.故A错误.

B、当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大,再向上运动速度减小,所以动能先增大后减小;从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,弹簧的压缩量逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐减小,所以球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小,状态过程中小球的机械能一直增大.故B正确;

C、从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,弹簧的压缩量逐渐减小,球脱离弹簧时弹簧为原长.故C正确;

D、当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大,再向上运动速度减小,所以弹簧的弹力等于小球的重力时小球的动能最大.故D错误.

故选:BC.

点评:

本题关键是分析小球的受力情况来确定小球的运动情况.中等难度,是常见题型,要熟练掌握.

 

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