如图所示,一个*下落的小球,从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和所受合外力的变化情况为( )A. 速度一直变小直到零B. 速度先变大,然后变小直到为零C. 合外力一直变小,方向向上D. 合外力先变小后变大,方向一直向上
问题描述:
如图所示,一个*下落的小球,从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和所受合外力的变化情况为( )
A. 速度一直变小直到零
B. 速度先变大,然后变小直到为零
C. 合外力一直变小,方向向上
D. 合外力先变小后变大,方向一直向上
答
开始于弹簧接触时,压缩量很小,因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力,此时合外力大小:F=mg-kx,方向向下;
随着压缩量的增加,弹力增大,故合外力减小,当mg=kx时,合外力为零,此时速度最大;
由于惯性物体继续向下运动,此时合外力大小为:F=kx-mg,方向向上,物体减速,随着压缩量增大,物体合外力增大,当速度为零时,合外力最大.
故整个过程中物体合力先减小后增大,速度先增大后减小,最后为零.
故选:B.
答案解析:由小球下落与弹簧接触过程中弹力变化,可分析小球合外力的变化情况,进一步根据牛顿第二定律得出加速度变化,可确定速度的变化情况.
考试点:牛顿第二定律;胡克定律.
知识点:本题重点是分析好弹力和重力的关系,由于弹簧一直被压缩,弹簧弹力是一直增大的,分界点是弹力等于重力,以此来确定小球速度的变化.