题目内容

如图所示,位于竖直方向的轻弹簧下端固定在水平面上,一个钢球从弹簧的正上方自由落下,在小球向下压缩弹簧的整个过程中,弹簧形变均在弹性限度内,则从小球开始运动到最低点的过程中,以下说法正确的是


  1. A.
    小球的加速度先不变后一直增大
  2. B.
    接触弹簧后的小球的动能不断减小
  3. C.
    小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
  4. D.
    小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D
试题分析:当物块接触弹簧后,受到重力和弹簧的弹力,根据牛顿第二定律和胡克定律得出加速度与位移的关系式。物块接触弹簧后,在开始阶段,物块的重力大于弹簧的弹力,合力向下,加速度向下,根据牛顿第二定律得随x的增大,a减小,当弹力等于重力时,物块的合力为零,加速度a=0;当弹力大于重力后,物块的合力向上,加速度向上,根据牛顿第二定律得,kx-mg=ma,随x的增大,a反向增大,所以A选项错误;物体先做自由落体运动接触弹簧后做加速度减小的加速运动,当加速度a=0时物体运动的速度最大,动能最大,之后减速运动到最低点,所以接触弹簧后的小球的动能先增大后减小B选项错误;由机械能守恒可知小球和弹簧组成的系统机械能守恒,从小球开始运动到最低点的过程中,小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,所以C选项错误,D选项正确。
考点:牛顿第二定律 胡克定律 机械能守恒
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