题目内容

18.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.则小球向上升过程中
①小球的动能先增大后减小           ②小球在离开弹簧时动能最大
③小球动能最大时弹性势能为零      ④小球动能减为零时,重力势能最大
以上说法中正确的是(  )
A.①②④B.①④C.②③D.①②③④

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.通过分析小球的受力情况来判断其运动情况,明确能量的转化情况,即可解答.

解答 解:①②撤去F后,在刚开始的一段时间内,小球受到弹簧的弹力大于重力,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,所以小球的速度先增大后减小,在弹力等于重力时速度最大,此时弹簧处于压缩状态.小球离开弹簧后,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,在弹力等于重力时动能最大,故①正确,②错误;
③小球动能最大时弹簧处于压缩状态,弹性势能不为零,故③错误;
④小球动能减为零时,小球上升到最大高度,重力势能最大,故④正确.
故选:B

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.不能简单地认为:小球在离开弹簧时动能最大,要通过分析受力情况来判断其运动情况来确定.

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