题目内容

1.如图甲所示,下端带有一轻质弹簧,倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平桌面上,一重为4N的小物块从斜面上某位置静止释放,刚接触轻弹簧的瞬间速度是v0,接触弹簧后物块速度v和弹簧缩短的长度x之间的关系如图乙所示,其中P为曲线的最高点,已知弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程始终发生弹性形变,在物块向下压缩弹簧的过程中,下列说法正确的是(  )
A.物块的加速度一直变大
B.物块速度最大时受到的弹簧弹力为0.2N
C.物块的机械能先减小后增大
D.物块受到的弹簧的最大弹力为10N

分析 分析物块的受力情况,由牛顿第二定律分析加速度的变化情况.速度最大时合力为零,根据功能原理分析物块机械能的变化情况.由图即可求出弹簧的最大形变量,再分析最大弹力.

解答 解:A、物块压缩弹簧的过程中,弹簧的弹力先小于重力沿斜面向下的分力,随着弹力的增大,弹力增大到等于重力沿斜面向下的分力,之后弹力大于重力沿斜面向下的分力,物块的合力沿斜面向下,后沿斜面向上,而且合力先减小后增大,所以加速度先减小后增大,故A错误.
B、物块速度最大时受到的弹簧弹力等于重力沿斜面向下的分力,即 F=mgsinθ=2×0.5=2N,故B错误.
C、由于弹簧的弹力一直对物块做负功,所以物块的机械能一直减小.故C错误.
D、由图可知,物块的速度最大时,弹簧的压缩量为 x1=0.1m,弹簧的最大压缩量为 x2=0.5m.根据胡克定律知:弹簧的最大弹力Fm=5F=10N,故D正确.
故选:D

点评 解决本题的关键是分析小球的受力情况,判断其运动情况,知道物体的合力为零速度达到最大.

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