题目内容

20.如图,物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上.在a点时物体开始与弹簧接触,到b点时物体速度为零.则从a到b的过程中,下列说法正确的是(  )
A.物体的动能一直减小
B.弹簧的弹性势能先减小后增大
C.物体所受合外力先增大后减小
D.物体的动能和重力势能之和一直减小

分析 根据物体所受的合力方向判断加速度的方向,根据速度方向与加速度方向的关系,判断其速度的变化,即可知道动能的变化;
弹簧的弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越大;
物体下降,重力做正功,重力势能必定减小,根据系统的机械能守恒判断物体的动能和重力势能之和的变化.

解答 解:AC、从a到b的过程中,物体开始时重力大于弹簧的弹力,合力向下,物体做加速运动,弹力在增大,合力减小;当重力等于弹力时,速度达到最大,然后在运动的过程中,弹力大于重力,根据牛顿第二定律知,合力向上,物体做减速运动,合力增大,到达最低点,速度为零.故物体的速度先增大后减小,动能也先增大后减小,合力先减小后增大,故AC错误;
B、物体向下运动,弹簧的形变量一直增大,弹性势能一直增大,B错误;
D、由于只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,即物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能总和不变,弹性势能一直增大,则动能和重力势能之和一直减少,故D正确.
故选:D.

点评 解决本题的关键知道当合方向与速度方向相同,物体做加速运动,当合方向与速度方向相反时,物体做减速运动;弹簧的弹性势能与形变量有关.

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