题目内容
【题目】如图所示,一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,从小球与弹簧开始接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是
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A. 小球刚接触弹簧时,速度最大
B. 加速度先变小后变大,方向先向下后向上;速度越来越小,方向一直向下
C. 加速度先变小后变大,方向先向下后向上;速度先变大后又变小,方向一直向下
D. 小球运动到最低点时,向上的加速度最大
【答案】CD
【解析】
分析从小球与弹簧开始接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,小球所受弹力与重力的关系,得出各阶段小球合外力(加速度)的方向与小球的速度方向间关系,判断小球速度的变化情况。据牛顿第二定律列式,分析各阶段小球加速度的变化情况。
开始阶段,弹簧的压缩量较小,因此弹簧对小球向上的弹力小于重力,此时合外力方向向下,合外力(加速度)的方向与速度方向相同,小球的速度增大;合外力的大小
,随着压缩量的增加,弹力增大,合外力减小,加速度减小;小球做加速度减小的加速运动。当
时,合外力为零,速度最大。由于惯性小球继续向下运动,此时弹簧对小球向上的弹力大于重力,合外力方向向上,合外力(加速度)的方向与速度方向相反,小球的速度减小;合外力的大小
,随着压缩量的增大,合外力增大,加速度增大;小球做加速度增大的减速运动。
A:小球接触弹簧后,先做加速运动;则小球刚接触弹簧时,速度不是最大。故A项错误。
BC:从小球与弹簧开始接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,小球加速度先变小后变大,方向先向下后向上;速度先变大后又变小,方向一直向下。故B项错误,C项正确。
D:最后阶段,小球做加速度增大的减速运动。小球运动到最低点时,向上的加速度最大。故D项正确。
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