如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度及合外力的变化情况是怎样的?
速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系,当二者同向时速度变大,当二者反向时速度变小;而加速度是由合外力决定的,所以,对小球进行受力分析成为解答此题的关键.小球接触弹簧上端后受两个力作用:向下的重力和向上的弹力. 在接触后的前一阶段,重力大于弹力,合力向下,因为弹力 F=kx不断增大,所以合力不断变小,故加速度也不断减小,由于加速度与速度同向,因此速度不断变大.当弹力逐步增大到与重力大小相等时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大.(注意:此位置叫平衡位置,是两个阶段的转折点.)后一阶段,即小球达到上述平衡位置之后,由于惯性仍继续向下运动,但弹力大于重力,合力向上,且逐渐变大,因而加速度逐渐变大,方向向上,小球做减速运动,因此速度逐渐减小到零,达到最低点,弹簧压缩量最大. (注意:小球不会停在最低点,还会向上运动,请同学们分析其运动情况.)综合上述分析得:小球向下压缩弹簧的运动过程中, ![]() ![]() 在分析物体某一运动过程中;要养成一个科学的分析习惯,即:这一过程可否划分为两个或两个以上的不同小过程,中间是否存在有转折点,如本题中弹力等于重力这一位置是个转折点,以这个转折点分为两个阶段分析. |
科目:高中物理 来源:2014届河南省高一上学期期末考试物理卷 题型:选择题
如图所示,自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始,到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和所受外力的合力变化情况是 ( )
A、合力变小,速度变大
B、合力变小,速度变小
C、合力先变大后变小,速度先变小后变大
D、合力先变小后变大,速度先变大后变小[来源:ZXXK]
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