20.如圖甲所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平地面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈簧彈起離開彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,則(  )
A.t1~t3時(shí)刻小球機(jī)械能守恒
B.t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大
C.t1~t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能先增加后減少
D.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球增加的動(dòng)能小于彈簧減少的彈性勢(shì)能

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);同理,上升過程,先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減為零時(shí),速度達(dá)到最大,之后做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng),直到小球離開彈簧為止.對(duì)于小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

解答 解:A、由圖看出,彈簧的彈力在變化,說明運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的彈性勢(shì)能在變化,而小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則知小球的機(jī)械能不守恒.故A錯(cuò)誤.
B、t2時(shí)刻,彈力最大,故彈簧的壓縮量最大,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),速度等于零,故B錯(cuò)誤;
C、t1~t2這段時(shí)間內(nèi),小球處于下降過程,先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng),t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球處于上升過程,先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;
D、t2~t3段時(shí)間內(nèi),小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故小球增加的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和等于彈簧減少的彈性勢(shì)能,所以小球增加的動(dòng)能小于彈簧減少的彈性勢(shì)能,故D正確;
故選:D.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要將小球的運(yùn)動(dòng)分為自由下落過程、向下的加速和減速過程、向上的加速和減速過程進(jìn)行分析處理,同時(shí)要能結(jié)合圖象分析.在分析機(jī)械能是否守恒時(shí),要注意分清我們所研究的系統(tǒng)是哪一個(gè),明確系統(tǒng)是否受到外力,再根據(jù)條件進(jìn)行判斷.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度
B.在軌道Ⅱ上A的速度小于在軌道Ⅰ上A的速度
C.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期
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A.可求出兩星球球心之間的距離
B.不可能求出兩星球中任何一個(gè)的半徑
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D.不可能求出兩星球中任何一個(gè)的線速度

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15.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下列說法正確的是( 。
A.物體線速度的大小和方向都是不變的
B.物體受到的向心力的大小和方向都是不變的
C.物體受到的向心力就是物體受到的指向圓心的合力
D.物體加速度的大小和方向都是不變的

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A.小球一定落在c點(diǎn)
B.小球可能落在b點(diǎn)與c點(diǎn)之間
C.小球落在斜面的速度方向與斜面的夾角一定相同
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