Question

【題目】如圖1所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，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（形變在彈性限度內），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。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出該過程中彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖2所示，不計空氣阻力。

（1）在整個運動過程中，小球的機械能_____（填“守恒”或“不守恒”）

（2）小球動能最小的時刻是_____（填t1、t2或t3）

（3）在t2～t3這段時間內，小球的動能_____（填“先增大后減小”，“先減小后增大”，“一直增大”，“一直減小”）

Answer 1

【答案】不守恒 t2 先增大后減小

【解析】

（1）t1～t2這段時間內，小球與彈簧接觸后，彈簧的彈力F逐漸增大，小球由于受到彈簧的彈力作用，彈力對小球做功，只有重力做功的情況下，物體機械能守恒，故小球的機械能不守恒；

（2）由圖看出，t2時刻，彈力F最大，故彈簧的壓縮量最大，小球運動到最低點，速度為零，動能最小；

（3）t2～t3這段時間內，小球從最低點被彈起，彈簧的彈力F逐漸減小；當向上的彈力大于向下的重力時，合力向上，小球做加速運動；當向上的彈力小于向下的重力時，合力向下，小球做減速運動；即小球的速度先增大后減小，所以小球的動能先增大后減小。