Question

如圖所示，A為一放在豎直輕彈簧上的小球，在豎直向下恒力F的作用下，在彈簧彈性限度內，彈簧被壓縮到B點，現突然撤去力F，小球將向上彈起直至速度為零，則小球在上升過程中（不計空氣阻力）（　　）

A．小球，彈簧和地球組成的系統（包括彈性勢能在內）機械能守恒

B．小球速度減為零時，還未脫離彈簧

C．小球機械能逐漸增大

D．小球動能先增大后減小

Answer 1

分析：小球開始受到重力、推力F和彈簧的支持力，三力平衡，撤去推力后，分析小球的受力情況可知小球先向上做加速度不斷減小的加速運動，后做加速度不斷變大的減速運動，結合功能關系和牛頓第二定律進行分析即可．

解答：解：A、小球上升過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，小球、彈簧和地球組成的系統（包括彈性勢能在內）機械能守恒．故A正確；
B、小球上升過程為離開彈簧之前做簡諧運動，由于推力F不一定等于重力，根據簡諧運動的對稱性可知，故彈簧恢復原長時，小球速度減為零時，可能脫離彈簧，也可能沒有脫離彈簧．故B錯誤；
C、由于除重力外，其余力做的功等于機械能的變化量；小球上升過程中，除重力外，彈簧的彈力對其做正功，故機械能增加，當小球離開彈簧后，做上拋運動，故機械能守恒，所以小球的機械能先增大后不變，故C錯誤；
D、小球上升過程受到重力和彈簧的彈力，當彈力大于重力時，小球向上加速，當彈力小于重力后，小球開始減速，還有可能離開彈簧做上拋運動，即小球動能先增大后減小．故D正確；
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點評：本題分析的技巧是根據小球離開彈簧之前是簡諧運動的特點，結合牛頓第二定律和系統的機械能守恒分析其運動情況．