选择题4.0分
物理

6.如图a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,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,得到弹簧弹力F随时间t变化的图像如图b所示,若图像中的坐标值都为已知量,重力加速度为g,则(   )

A

t1时刻小球具有最大速度

B

t2时刻小球的速度大小为零

C

可以计算出小球自由下落的高度

D

整个运动过程中,小球的机械能守恒

正确答案及相关解析

正确答案

BC

解析

A、.t1时刻小球刚与弹簧接触,当弹簧弹力与重力平衡时速度最大,故A错误;

B、t2时刻小球小球受到的弹力最大,处于最低点,速度为零,故B正确;

C、从t3时刻到t4时刻小球离开弹簧做竖直上抛运动,根据竖直上抛运动的对称性可以球出小球自由下落的高度,故C正确;

D、小球运动的整个过程中与弹簧系统机械能守恒,小球的机械能不守恒,故D错误。

故本题选:BC

考查方向

本题考查了力和运动的关系知识点,难度较大,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与运动学知识点交汇命题。

解题思路

小球先自由下落,与弹簧接触后,做加速度减小的加速运动;当加速度减小为零时速度最大,之后做加速度不断增大的减速运动;运动到最低处,速度减小为零;同理,上升过程先做加速度减小的加速运动,当加速度减小为零时速度最大,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。对于小球和弹簧组成的系统机械能守恒。

易错点

本题关键是要结合过程和图象,将小球的运动分为自由下落过程、向下加速过程、向下减速过程、向上加速过程、向上减速过程几个阶段,进行分析处理。