5.如圖所示,一個(gè)鐵球從豎直固定在地面上的輕彈簧正上方某處自由下落,在A點(diǎn)接觸彈簧后將彈簧壓縮,到B點(diǎn)鐵球的速度為零,然后被彈回,不計(jì)空氣阻力,鐵球從A下落到B的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.鐵球的機(jī)械能守恒
B.鐵球的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和不斷減小
C.鐵球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和不斷增大
D.鐵球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和先變小后變大

分析 通過(guò)機(jī)械能守恒條件判斷鐵球的機(jī)械能是否守恒,鐵球除了重力做功以外,彈簧的彈力也做功,所以鐵球的機(jī)械能不守恒,但是鐵球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)從A到B的過(guò)程中,彈簧彈性勢(shì)能和鐵球重力勢(shì)能的變化判斷鐵球的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和及鐵球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和的變化,
通過(guò)合力的變化判斷加速度的變化,根據(jù)加速度方向與速度方向的關(guān)系判斷小球的速度變化,從而判斷動(dòng)能的變化,進(jìn)而判斷鐵球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和的變化.

解答 解:A、鐵球除了重力做功以外,彈簧的彈力也做功,所以鐵球的機(jī)械能不守恒,但是鐵球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.故A錯(cuò)誤;
B、鐵球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,從A到B的過(guò)程中,彈簧被壓縮,彈性勢(shì)能增大,則鐵球的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和減小,故B正確;
C、鐵球從A到B的過(guò)程中,重力勢(shì)能減小,則鐵球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和不斷增大,故C正確;
D、鐵球剛接觸A的一段時(shí)間內(nèi),彈簧彈力較小,小于重力,a方向向下,鐵球加速,根據(jù)mg-F=ma,可見(jiàn)隨著F變大,a減小,當(dāng)a減小到零時(shí)速度達(dá)到最大,之后鐵球繼續(xù)壓縮彈簧,彈簧彈力大于重力,加速度方向向上,鐵球做減速運(yùn)動(dòng),F(xiàn)-mg=ma,F(xiàn)變大則a變大,即鐵球做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),直到速度減為零時(shí)到達(dá)最低點(diǎn),可見(jiàn)在A到B過(guò)程中,速度先增大后減小,則動(dòng)能先增大后減小,所以鐵球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和先變小后變大,故D正確.
故選:BCD

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了機(jī)械能守恒定律的直接應(yīng)用,關(guān)鍵是知道在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,鐵球的機(jī)械能不守恒,但是鐵球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,能抓住下落過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能和鐵球重力勢(shì)能變化求解,難度適中.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.汽車所受合力做功為$\frac{1}{2}$mv${\;}_{m}^{2}$
B.汽車的牽引力做功為$\frac{1}{2}$mv${\;}_{m}^{2}$
C.汽車的牽引力做功為$\frac{1}{2}$mv${\;}_{m}^{2}$+$\frac{P}{{v}_{m}}$s
D.汽車克服阻力做功為$\frac{1}{2}$mv${\;}_{m}^{2}$+$\frac{P}{{v}_{m}}$s

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A.${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{0}$e+${\;}_{5}^{14}$BB.${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{4}^{10}$Be
C.${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{-1}^{0}$e+${\;}_{7}^{14}$ND.${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{5}^{12}$B

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