Question

如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则

A．运动过程中小球的机械能守恒

B．t2时刻小球的加速度为零

C．t1～t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小

D．t2～t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加

Answer 1

D

试题分析：小球先自由下落，与弹簧接触后，弹簧被压缩，在下降的过程中，弹力不断变大，当弹力小于重力时，物体加速下降，但合力变小，加速度变小，故做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后物体由于惯性继续下降，弹力变的大于重力，合力变为向上且不断变大，故加速度向上且不断变大，故物体做加速度不断增大的减速运动；同理，上升过程，先做加速度不断不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后做加速度不断增大的减速运动，直到小球离开弹簧为止，运动过程中小球受到弹力作用，机械能不守恒，选项A错误；t2时刻弹力最大，加速度向上，不为零，选项B错误；t₁～t₂这段时间内，小球速度先增大后减小，选项C错误；t₂～t₃这段时间内，弹簧弹性势能减小，由能量守恒可知小球的动能与重力势能之和在增加，选项D正确；故选D
点评：本题难度较小，本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析