如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间,变化的图象如图(乙)所示,则( )A. t1时刻小球动能最大B. t2时刻小球的加速度为零C. t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少D. t2~t3这段时间内,小球动能与重力势能之和在增加
如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间,变化的图象如图(乙)所示,则( )
A. t1时刻小球动能最大
B. t2时刻小球的加速度为零
C. t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
D. t2~t3这段时间内,小球动能与重力势能之和在增加
A、小球在向下运动的过程中,弹力逐渐增大,开始重力大于弹力,小球速度增大,当重力与弹力相等时,速度最大,然后重力小于弹力,小球速度减小,到达最低点速度为零,所以小球动能最大的位置为加速度为零的位置,在t1与t2之间.故A、B错误.
C、t2~t3这段时间内,弹力逐渐减小到零,知小球从最低点向上运动,开始小球的弹力大于重力,向上做加速运动,然后重力大于弹力,向上做减速运动,所以小球的动能先增大后减小.故C正确.
D、t2~t3这段时间内,弹力逐渐减小到零,则弹性势能逐渐减小,小球重力势能、动能以及弹性势能之和保持不变,所以小球的动能和重力势能之和在增加.故D正确.
故选CD.
答案解析:小球与弹簧接触向下运动到最低点的过程中,弹簧的弹力逐渐增大,到达最低点时,弹力最大.根据加速度方向与速度方向的关系,判断速度的变化,从而判断出小球动能的变化.抓住动能、重力势能和弹性势能之和不变,判断重力势能和动能之和的变化.
考试点:机械能守恒定律;胡克定律;牛顿第二定律.
知识点:解决本题的关键会通过物体的受力判断物体的运动情况,知道当加速度方向与速度同向,速度增加,当加速度方向与速度反向时,速度减小.知道系统在整个运动的过程中,机械能守恒.