题目内容

15.如图所示,小球在竖直向下的力F作用下,将竖直轻弹簧压缩,若将力F撤去,小球将向上弹起并离开弹簧直到速度为零.在小球向上运动的整个过程中,下列说法正确的是(  )
A.小球的动能先增大后减小
B.小球的机械能守恒,小球和弹簧组成的系统机械能不守恒
C.小球离开弹簧时动能最大
D.小球动能最大时弹性势能不为零

分析 撤去力F后,小球先在重力和弹簧弹力作用下向上做加速运动,在弹力和重力相等时,速度最大,然后重力和弹簧弹力的合力向下,向上做减速运动,离开弹簧后,仅受重力做竖直上抛运动.

解答 解:A、撤去外力刚开始的一段时间内,小球受到的弹力大于重力,合力向上,小球向上加速运动,随着弹簧形变量的减小,弹力减小,后来弹力小于重力,小球做减速运动,离开弹簧后,小球仅受重力作用而做竖直上抛运动,由此可知,小球的动能先增大后减小,故A正确;
B、小球上升的过程中弹簧的弹力做功,小球的机械能增大.故B错误;
C、D、由A分析可知,小球先做加速度减小的加速运动,当弹力等于重力时,a=0,速度最大,动能最大,此后弹力小于重力,小球做加速度增大的减速运动,直到弹簧恢复原长时,小球飞离弹簧,故小球在离开弹簧时动能不是最大,小球动能最大时弹性势能不为零,故C错误D正确;
故选:AD.

点评 解决本题的关键会通过物体的受力判断物体的运动,知道弹力和重力相等时,速度最大.理解好机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功,但是有弹力做功时是物体与弹簧组成的系统机械能守恒,单对物体或弹簧来说,机械能不守恒.这点可能是容易出错的地方.

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