题目内容

3.如图所示,两根完全相同的轻质弹簧,下端固定在地面上,质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端但不栓接,现用外力作用在物体上,使两弹簧具有相同的压缩量,撤去外力后,两物块由静止向上运动并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块一定满足(弹簧始终在弹性限度之内,以地面为零势能面)(  )
A.两物块达最大速度时的高度相同B.上升的最大高度不同
C.最大加速度相同D.最大重力势能不同

分析 速度最大时重力与弹簧的弹力平衡,列式分析此时高度的关系.两弹簧压缩量相同,因此增加的弹性势能相同,由机械能守恒定律可明确重力势能及动能的关系,注意分析两物体质量不同的影响.

解答 解:A、速度最大时,有 kx=mg,则弹簧的压缩量 x=$\frac{mg}{k}$,k相同,m不同,则x不同,所以最大速度时的高度不同,故A错误.
BD、由于开始时弹簧的压缩量相同,则弹簧的弹性势能相同,由物块与弹簧系统的机械能守恒定律可知,重力势能的增加量一定等于弹性势能;故重力势能的变化量相同,原来的重力势能不同,则最大重力势能不同.但由于物体的质量不同,故上升的最大高度不同;故B正确,D正确.
C、刚撤去外力时加速度最大,由a=$\frac{F}{m}$,知原来弹簧的弹力相同,外力F相同,而物体的质量不同,故最大加速度不同.故C错误.
故选:BD.

点评 本题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律,要注意正确明确弹簧的弹性势能取决于弹簧的形变量及劲度系数.

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