Question

【題目】如圖所示，質量為2kg的小球靜止在豎直放置的輕彈簧上，彈簧勁度系數(shù)k=50N/m。現(xiàn)用大小為10N、方向豎直向下的力F作用在小球上，當小球向下運動到最大速度時撤去F（g取10m/s2，已知彈簧一直處于彈性限度內(nèi)），不計阻力，則小球

A. 返回到初始位置時的速度大小為1m/s

B. 返回到初始位置時的速度大小為m/s

C. 由最低點返回到初始位置過程中小球與彈簧組成系統(tǒng)機械能一直增加

D. 由最低點返回到初始位置過程中動能先增加后減少

Answer 1

【答案】B

【解析】

AB.初始時彈簧的壓縮量

小球向下運動到最大速度時合力為零，由平衡條件得：

mg+F=kx2，

得

x2=0.6m

則小球從開始向下到速度最大的位置通過的位移 x=x2-x1=0.2m
從開始到返回初始位置的過程，運用動能定理得：

解得小球返回到初始位置時的速度大小為

v=m/s，

故A錯誤，B正確。

C.由最低點返回到初始位置過程中，彈簧的彈力和重力對小球作用，則小球與彈簧組成系統(tǒng)機械能守恒，選項C錯誤；

D.由最低點返回到初始位置過程中，彈簧對小球的彈力一直大于重力，則小球做加速運動，動能一直增加，故D錯誤。