如图所示,竖立在水平地面上的轻弹簧,下端与地面固定,将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连),并用力向下压球,使弹簧作弹性压缩,稳定后用细线把弹簧拴牢.烧断细线,球将被弹起,脱离弹簧后能继续向上运动.那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的这一运动过程中( )A. 球所受合力的最大值不一定大于球的重力值B. 在某一阶段内球的动能减小而它的机械能增加C. 球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小D. 球刚脱离弹簧时球的动能最大
问题描述:
如图所示,竖立在水平地面上的轻弹簧,下端与地面固定,将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连),并用力向下压球,使弹簧作弹性压缩,稳定后用细线把弹簧拴牢.烧断细线,球将被弹起,脱离弹簧后能继续向上运动.那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的这一运动过程中( )
A. 球所受合力的最大值不一定大于球的重力值
B. 在某一阶段内球的动能减小而它的机械能增加
C. 球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小
D. 球刚脱离弹簧时球的动能最大
答
A、烧断细线瞬间,小球受重力和弹簧的弹力,弹簧的弹力可能大于2mg,所以球所受合力的最大值可能大于球的重力值,故A错误.
B、当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大,再向上运动速度减小,动能减小,但是从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,弹簧的压缩量逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐减小,转化为小球的机械能,所以在未刚脱离弹簧的运动过程中它的机械能增加,故B正确.
C、从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,弹簧的压缩量逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐减小,所以球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小.故C正确.
D、当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大,所以小球的动能先增大后减小.故D错误.
故选BC.
答案解析:弹簧的弹性势能跟弹簧的形变量有关,形变越大,弹性势能越大.分析小球的运动情况:从细线被烧断到弹簧的弹力等于小球的重力的过程中,小球向上做加速运动,之后做减速运动,当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大,动能最大.
考试点:机械能守恒定律.
知识点:本题关键是分析小球的受力情况来确定小球的运动情况.中等难度,是常见题型,要熟练掌握.