Question

一个研究性学习小组设计了一个竖直加速度器，如图所示．把轻弹簧上端用胶带固定在一块纸板上，让其自然下垂，在弹簧末端处的纸板上刻上水平线A．现把垫圈用胶带固定在弹簧的下端，在垫圈自由垂下处刻上水平线B，在B的下方刻一水平线C，使AB间距等于BC间距．假定当地重力加速度g=10m/s²，当加速度器在竖直方向运动时，若弹簧末端的垫圈（　　）

A．在A处，则表示此时的加速度为零

B．在A处，则表示此时的加速度大小为g，且方向向下

C．在C处，则质量为50g的垫圈对弹簧的拉力为lN

D．在BC之间某处，则此时加速度器一定是在加速上升

Answer 1

分析：弹簧末端的垫圈在B处时，知弹簧的弹力等于重力，根据弹力的大小，运用牛顿第二定律和胡克定律得出加速度的大小和方向，从而判断出加速器的运动情况．分析时还要抓住简谐运动的对称性．

解答：解：A、B在B处时，弹簧末端的垫圈受力平衡，其合外力为零；在AB之间运动时，受竖直向下的重力和向上的弹力，其加速度的方向始终指向B，可能向上减速也可能向下加速，当在A处时，垫圈只受重力，加速度为g，方向竖直向下，故A错误，B正确；
C、D在BC之间运动时，受竖直向下的重力和向上的弹力，其加速度的方向也始终指向B，可能向上加速也可能向下减速，当在C处时，有牛顿第二定律和C点与A点对称得，F-mg=mg，代入数据的弹簧对垫圈的拉力F为lN，故C正确，D错误．
故选BC

点评：本题中垫圈做简谐运动，运用牛顿第二定律分析其运动情况时，要抓住对称性和加速度的特点：总是指向平衡位置进行分析．