Question

利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图中甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是

1. A.
   t₂时刻小球所处位置是运动中最高点
2. B.
   t₁～t₂期间小球速度先增大后减小
3. C.
   t₃时刻小球动能最小
4. D.
   t₂与t₅时刻小球速度大小不同

Answer 1

B
小球下落的轨迹如图所示，

B处为绳子原长处，C处为小球重力与绳上拉力相等处，D处为小球下落的最低点，在F－t图中，0～t₁小球在OB间下落，t₁～t₂小球在BD间下落，t₂～t₃小球由D回到B处，t₃～t₄小球在BO间上升，而后下落至B点．由F－t图知，小球在t₂时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对应于t₁～t₂之间，A错，B对，小球动能最小出现在t₂时刻或t₃～t₄间某时刻，C错误．t₂和t₅分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小为零，D错误．正确选项为B.
思路分析：B处为绳子原长处，C处为小球重力与绳上拉力相等处，D处为小球下落的最低点，在F－t图中，0～t₁小球在OB间下落，t₁～t₂小球在BD间下落，t₂～t₃小球由D回到B处，t₃～t₄小球在BO间上升，而后下落至B点．由F－t图知，小球在t₂时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对应于t₁～t₂之间，小球动能最小出现在t₂时刻或t₃～t₄间某时刻， t₂和t₅分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小为零，
试题点评：本题考查了力与物体的运动，通过力传感器得出了外力的变化，