Question

5．如图所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一交速度为零的过程中（　　）

• A． 下落过程中的最大加速度等于重力加速度g
• B． 下落到最低点时金属块加速度等于重力加速度g
• C． 金属块的动能最大时，弹力与重力大小相等
• D． 金属块的动能为零时，弹簧的弹性势能最大

Answer 1

分析 物体静止在弹簧正上方，物体具有重力势能，物体由静止下落，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大．
动能跟物体的质量和速度有关．质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动能越大．
物体撞击弹簧，受到弹簧的弹力，重力大于弹力，物体继续向下运动，重力不变，弹力不断增大，但是重力大于弹力，物体的运动速度还在不断增大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力等于重力时，物体的运动速度最大；弹簧不断被压缩，弹力在增大，当弹力大于重力时，物体进行减速运动．
物体从自由下落到下落到最底端，物体的运动速度先增大，后减小，到最底端速度为零．

解答 解：A、D、当物体刚与弹簧接触时，弹力为零，加速度为g，向下加速，到达平衡位置之前，重力大于弹力，合力向下，故依然加速，达到平衡点速度最大，此时弹簧压缩量设为x，再下降x时，速度不为零，故继续下降后的加速度会大于g，故最大加速度大于g，故A错误，B错误；
C、在平衡点速度最大，故动能最大，故C正确；
D、当金属块的动能为零时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大，故D正确；
故选：CD．

点评 物体由静止自由下落到碰到弹簧这个过程中，物体的重力势能转化为物体的动能．
物体从碰到弹簧到最底端，分三个过程，一、弹力小于重力时，物体加速；二、弹力等于重力，物体匀速；三、弹力大于重力，物体减速．
物体从最高点到最低点，物体的运动速度先增大后减小到零．