Question

【题目】竖立在水平地面上的轻弹簧，下端与地面固定，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连)，并用力向下压球，使弹簧做弹性压缩。稳定后用细线把弹簧栓牢．如图a所示．烧断细线，球将被弹起，且脱离弹簧后能继续向上运动。不计空气阻力。如图b所示．那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中：（ ）

A. 球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小

B. 球刚脱离弹簧时的动能最大

C. 球所受合力的最大值不一定大于重力值

D. 在某一阶段内，球的动能减小而它的机械能增加

Answer 1

【答案】AD

【解析】

从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中，弹簧的压缩量逐渐减小，弹簧的弹性势能逐渐减小，所以球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小，故A正确。开始弹力大于重力，小球加速上升，当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时加速度减为零，此时速度最大，然后弹力小于重力，小球减速上升，当弹簧恢复原长时小球脱离弹簧，所以小球的动能先增大后减小，所以球刚脱离弹簧时的动能不是最大，故B错误。小球在最低点时受到的合力最大，假设小球恰能到达弹簧原长位置速度为零，由对称性可知，小球在最低点时加速度为向上的g，此时小球受合力为mg，则在最低点受到的最大的合力为mg；因球脱离弹簧将被弹起继续向上运动，说明烧断细线瞬间，小球的加速度大于g，即球所受合力最大值大于球的重力值，选项C错误；从弹簧的弹力等于重力的位置向上继续运动直到脱离弹簧的过程中，小球的动能逐渐减小，但是弹簧的弹力对小球做正功，则小球的机械能增加，故D正确。故选AD。