题目内容

2.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立放在水平面上,其正上方A位置处有一个小球.小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.关于小球下降阶段,下列说法中正确的是(  )
A.运动到B点的速度最大
B.B点运动到D点期间小球动能先增大后减小
C.运动到C点小球动能最小
D.B点到D点小球的减小动能等于增加的弹性势能

分析 (1)小球在运动过程中,受到重力和弹簧的弹力,所以系统的机械能守恒.
(2)把整个过程分为三段,一是从A到B,此过程中只受到重力作用,小球做加速运动,速度增加,小球的重力势能的减少量全部转化为小球的动能.二是从B到C,此过程弹簧逐渐被压缩,弹簧的弹力逐渐增大,合外力逐渐减小,加速度和速度的方向相同,速度增大,到了C点,重力和弹簧的弹力大小相等,速度达到最大值,此时的动能最大,小球的重力势能的减少量一部分转化为小球的动能,另一部分转化为弹簧的弹性势能.三是从C到D,此过程弹簧继续被压缩,弹簧的弹力大于重力,加速度向上,速度越来越小,小球的重力势能的减少量和动能的减少量都转化为弹簧的弹性势能.

解答 解:A、从A到B,此过程中只受到重力作用,小球做匀加速运动,速度增加;从B到C,此过程弹簧逐渐被压缩,弹簧的弹力逐渐增大,合外力逐渐减小,加速度和速度的方向相同,速度增大,到了C点时,重力和弹簧的弹力大小相等,速度达到最大值,此时的动能最大.故A错误;
B、从B到C,此过程弹簧逐渐被压缩,到了C点时,重力和弹簧的弹力大小相等,速度达到最大值,C到D之间小球受到的弹力大于重力,小球做减速运动.故B点运动到D点期间小球动能先增大后减小.故B正确;
C、结合B的分析可知,运动到C点小球动能最大.故C错误.
D、从A到D,根据系统的机械能守恒,可知小球重力势能转化为弹簧的弹性势能,故B点到D点小球的过程中减小动能大于增加的弹性势能.故D错误;
故选:B.

点评 解决能量转换时,经常要对运动过程进行分段,尤其是象此题有弹簧的情况;并找出各阶段的临界状态,在各段中对物体受力分析,明确各力的做功情况.

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