题目内容

如图所示,竖立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,并向下压球,使弹簧压缩,用细线把弹簧栓牢,如图a所示;烧断细线,球将被弹起,且脱离弹簧后能继续向上运动,如图b所示;忽略空气阻力,从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中错误的是(  )
分析: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.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.对于球和弹簧组成的系统,只有重力和弹簧的弹力做功,机械能是守恒的.
解答:解:
A、小球受到重力和向上的弹力,弹力先大于重力,合力向上,小球向上加速运动;后弹力小于重力,合力向下,小球向上减速运动,则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.故A错误;
B、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.故B正确.
C、球将被弹起,且脱离弹簧后能继续向上运动,根据简谐运动的特点可知,刚烧断细线瞬间,小球向上的加速度大于g,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,C正确.
D、整个的过程中,只有重力和弹簧的弹力做功,因此系统的机械能守恒,故D正确.
本题选错误的,故选:A.
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,难点利用简谐运动对称性特点,分析最低点的加速度.
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