(2010?孝感一模)如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球從離彈簧上端高h處自由釋放,壓上彈簧后繼續(xù)向下運動的過程中.若以小球開始下落的位置為原點,沿豎直向下建一坐標軸ox,則小球的速度平方υ2隨坐標x的變化圖象如圖所示,其中OA段為直線,AB段是與OA相切于A點的曲線,BC是平滑的曲線,則A、B、C各點對應(yīng)的位置坐標及加速度,以下說法正確的是( 。
分析:小球先做自由落體運動,接觸彈簧后由于彈簧的彈力逐漸增大,小球先做加速度減小的變加速運動,后做加速度增大的變減速運動,當重力與彈簧的彈力大小相等時,加速度為零,根據(jù)小球的運動情況,即可xA=h,aA=g.
B點速度最大,加速度為零,根據(jù)胡克定律可求出彈簧的壓縮量,得到xB.根據(jù)對稱性研究D點的加速度.
解答:解:A、OA過程是自由落體運動,A的坐標是xA=h,加速度為aA=g,B在A點的下方,故A正確,B錯誤.
C、B點是速度最大的地方,此時重力和彈力相等,合力為0,加速度也就為0,由mg=k△x,可知△x=
mg
k
,所以B得坐標為xB=h+
mg
k
,故C正確.
D、取一個與A點對稱的點為D,由A點到B點的形變量為
mg
k
,由對稱性得由B到D的形變量也為
mg
k
,故到達C點時形變量要大于h+2
mg
k
,即xC>h+2
mg
k
,根據(jù)牛頓第二定律得知,加速度ac>g,故D錯誤.
故選AC
點評:本題抓住彈簧的彈力與壓縮量成正比,對小球運動過程進行動態(tài)分析,抓住B點的合力為零,由胡克定律可求得彈簧的壓縮量,即可得到B點的坐標.根據(jù)簡諧運動的對稱性,研究D點的加速度.
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