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如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由下落,从小球与弹簧接触开始到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是(  )

A.加速度和速度均越来越小,它们的方向均向下

B.加速度先变小后变大,方向先向下后向上;速度越来越小,方向一直向下

C.加速度先变小后变大,方向先向下后向上;速度先变大后变小,方向一直向下

D.以上均不正确


C 根据牛顿第二定律,小球与弹簧接触后,它的加速度的变化与所受合外力的变化是一致的,因此,从分析小球所受合外力的变化情况入手,即可知道小球的加速度变化.小球自由下落与弹簧接触后,受到两个力的作用,即重力和弹力,其中所受重力恒定,方向总是竖直向下的,而所受弹力的大小随弹簧的压缩量的增大而增大,方向一直竖直向上,因此,在小球接触弹簧后,刚开始的一段时间内重力大于弹力,它们二者的合力方向向下,合力的大小随弹簧压缩量的增大而减小,由mg-kx=ma可知,加速度的方向向下,且逐渐减小,而速度与加速度的方向相同,速度大小是增大的,当弹力增大到与重力大小相等时,小球所受合力为零,加速度变为零,而速度方向不变,大小增大到最大,由于小球具有惯性,它仍将向下运动,于是弹簧的压缩量继续增大,弹力增大,其大小大于小球的重力,这样使小球所受的合力方向变为向上,且不断增大,由kx-mg=ma可知,加速度的方向变为向上,并不断增大,速度的方向与加速度的方向相反,速度将逐渐减小,弹簧压缩量达到最大时,弹力增大到最大,加速度也达到最大,而速度减小到零,之后,小球将被弹簧弹起而向上运动.


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