Question

1．如圖所示，長為2L的輕彈簧AB兩端等高的固定在豎直墻面上，彈簧剛好處于原長．現(xiàn)在其中點(diǎn)O處輕輕地掛上一個(gè)質(zhì)量為m的物體P后，物體向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g．下列說法正確的是（　　）

• A． 物體向下運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度先增大后減小
• B． 物體向下運(yùn)動(dòng)的過程中，物體的機(jī)械能守恒
• C． 物體在最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢能為$\frac{mgL}{tanθ}$
• D． 物體在最低點(diǎn)時(shí)，AO部分彈簧對(duì)物體的拉力大小為$\frac{mg}{2cosθ}$

Answer 1

分析 物塊向下運(yùn)動(dòng)，彈簧彈力增大，所受合外力減小，加速度減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，重力和彈簧彈力相等速度最大，物塊繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零，根據(jù)合力變化確定加速度大小變化；
由W_除重=△E確定機(jī)械能變化；
根據(jù)能量守恒定律求解最低點(diǎn)時(shí)的彈性勢能；
根據(jù)牛頓第二定律求的彈簧的彈力．

解答 解：A、物塊向下運(yùn)動(dòng)，彈簧彈力增大，所受合外力減小，加速度減小，方向向下，當(dāng)加速度為零時(shí)，重力和彈簧彈力的合力相等速度最大，物塊繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)彈簧彈力增大，合力增大，加速度增大方向向上，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零，故加速度先減小后增大，故A錯(cuò)誤；
B、物體向下運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧彈力向上，位移向下，做負(fù)功，根據(jù)W_除重=△E可知機(jī)械能一直減小，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)能量守恒定律，物體在最低點(diǎn)時(shí)，速度為零，動(dòng)能為零，物塊減小重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，有幾何關(guān)系得物塊下降的高度：h=$\frac{L}{tanθ}$，故彈簧的彈性勢能為：△E_彈=mgh=$\frac{mgL}{tanθ}$，故C正確；
D、當(dāng)加速度為零時(shí)，重力和彈簧彈力的合力相等，物塊繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)彈簧彈力增大，彈簧彈力的合力大于重力，則有：F_彈cosθ＞$\frac{mg}{2}$，解得：F_彈＞$\frac{mg}{2cosθ}$，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 解決本題注意明確物塊的運(yùn)動(dòng)形式，確定力的變化情況，根據(jù)牛頓第二定律和能量守恒定律及力的合成與分解的知識(shí)求解即可．