题目内容

【题目】如图所示,长为2L的轻弹簧AB两端等高地固定在竖直墙面上,弹簧刚好处于原长,现在其中点O处轻轻地挂上一个质量为m的物体P后,物体向下运动,当它运动到最低点时,弹簧与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,下列说法正确的是( )

A.向下运动的过程中,物体的加速度先增大后减小

B.向下运动的过程中,物体的机械能先增大后减小

C.物体在最低点时,弹簧的弹性势能为

D.物体在最低点时,弹簧中的弹力为

【答案】C

【解析】

A.物块向下运动,弹簧弹力增大,所受合外力减小,加速度减小,方向向下,当加速度为零时,重力和弹簧弹力的合力相等速度最大,物块继续向下运动弹簧弹力增大,合力增大,加速度增大方向向上,到达最低点时速度为零,故加速度先减小后增大,故A错误;

B.物体向下运动的过程中,弹簧弹力向上,位移向下,做负功,根据:

可知机械能一直减小,故B错误;

C.根据能量守恒定律,物体在最低点时,速度为零,动能为零,物块减小重力势能转化为弹簧的弹性势能,有几何关系得物块下降的高度:

故弹簧的弹性势能为:

故C正确;

D.当加速度为零时,重力和弹簧弹力的合力相等,物块继续向下运动弹簧弹力增大,弹簧弹力的合力大于重力,则有:

解得:

故D错误;

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