Question

2．如圖（甲）所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上．一個(gè)金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放．利用傳感器測(cè)量到小物體的速度和離地高度h．圖（乙）是其動(dòng)能和高度的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖．其中高度從0.2m下降到0.15m范圍內(nèi)圖象為直線，其余部分為曲線．以地面為零勢(shì)能面，取g=10m/s²，根據(jù)圖象下列說法正確的是（　　）

• A． 小球質(zhì)量m為2kg
• B． 剛接觸彈簧時(shí)，小球的動(dòng)能最大
• C． 從小球接觸彈簧開始，彈性勢(shì)能一直增大，彈性勢(shì)能最大值為2J
• D． 小球和彈簧構(gòu)成系統(tǒng)，在h=0.11m是彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能之和最小

Answer 1

分析 小球先自由下落，與彈簧接觸后，彈簧被壓縮，在下降的過程中，彈力不斷變大，當(dāng)彈力小于重力時(shí)，物體加速下降，合力變小，加速度變小，故小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)加速度減為零時(shí)，速度達(dá)到最大；之后物體由于慣性繼續(xù)下降，彈力變得大于重力，合力變?yōu)橄蛏锨也粩嘧兇�，加速度向上且不斷變大，故小球做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)；

解答 解：A、高度從0.2m下降到0.15m范圍內(nèi)圖象為直線，說明這一段小球自由下落，由動(dòng)能定理：mg△h=$\frac{1}{2}$mv²
mg•0.05=0.5J
得：m=1kg，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)彈簧彈力和小球重力相等時(shí)小球的動(dòng)能最大，故B錯(cuò)誤；
C、從小球接觸彈簧開始，彈性勢(shì)能一直增大，根據(jù)能量守恒，彈性勢(shì)能最大值是小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)：E_k=mgh=10×（0.2-0.035）＜2J，故C錯(cuò)誤；
D、小球和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在h=0.11m時(shí)小球的動(dòng)能最大，則小球重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和最小，D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 明確物理過程分析是解決物理問題的關(guān)鍵．應(yīng)明確小球經(jīng)歷了自由下落、加速下降、減速下降的過程，同時(shí)注意結(jié)合圖象分析．