Question

如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(diǎn)（形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi)），然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后又下落，如此反復(fù)．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出該過程中彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是（　　）

A．運(yùn)動(dòng)過程中小球、地球和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

B．t₂時(shí)刻小球的加速度為零

C．t₂～t₃這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少

D．t₂～t₃這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和在增加

Answer 1

分析：對(duì)于小球、地球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．通過分析小球的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，分析加速度、動(dòng)能的變化．由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，分析小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和如何變化．

解答：解：A、對(duì)于小球、地球和彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．故A正確．
B、C分析小球的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況：
   小球先自由下落，與彈簧接觸后，彈簧被壓縮，在下降的過程中，彈力不斷變大，當(dāng)彈力小于重力時(shí)，物體加速下降，合力變小，加速度變小，故小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)加速度減為零時(shí)，速度達(dá)到最大；
之后物體由于慣性繼續(xù)下降，彈力大于重力，合變?yōu)橄蛏锨也粩嘧兇螅�加速度向上且不斷變大，故小球做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)；同理，上升過程，先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減為零時(shí)，速度達(dá)到最大，之后做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)．t₂時(shí)刻小球到達(dá)最低點(diǎn)，速度為零，但合力不為零，則其加速度不為零．t₂～t₃這段時(shí)間內(nèi)，小球正上升，速度先增大后減小，動(dòng)能先增加后減少．故B錯(cuò)誤，C正確．
D、根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得知：小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和保持不變，t₂～t₃這段時(shí)間內(nèi)，小球在上升，彈簧的彈性勢(shì)能減小，則知小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和在增加．故D正確．
本題選錯(cuò)誤的，故選B

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要將小球的運(yùn)動(dòng)分為自由下落過程、向下的加速和減速過程、向上的加速和減速過程進(jìn)行分析處理，抓住守恒條件分析系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．