Question

如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路．壓力傳感器不受力時電流表示數是I₀．t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復．整個過程中，不計能量損失，電流表示數I隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則（　　）

A、t₁時刻，小球動能最小

B、t₂時刻，彈簧的彈性勢能最小

C、t₂～t₃這段時間內，彈簧的彈性勢能先增加后減少

D、t₂～t₃這段時間內，小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能

Answer 1

分析：（1）當電流表示數為I₀時，表示壓力傳感器不受力，也就是小球沒有落在彈簧上，小球處于上升或者下落狀態．
（2）當電流表示數變大時，表示壓力傳感器的電阻阻值減小，表明壓力傳感器受到的壓力增大，說明此時小球處于下落壓縮彈簧的過程；電流表示數最大時，說明小球下落到最低點．
（3）當電流表示數變小時，表示壓力傳感器的電阻阻值增大，表明壓力傳感器受到的壓力減小，說明此時是彈簧把小球彈起的過程，小球處于上升過程．

解答：解：A、t₁時刻時，電流表示數為I₀，表示壓力傳感器不受力，也就是小球沒有落在彈簧上，小球處于上升或者下落狀態．此時小球的速度可能增大，也可能減小，因此動能無法判斷．故A錯誤
B、t₂時刻時，電流表示數最大，表示壓力傳感器的電阻阻值最小，表明壓力傳感器受到的壓力最大，說明此時小球把彈簧壓縮到最低點，彈簧的彈性形變程度最大，彈性勢能最大．故B錯誤
C、t₂～t₃這段時間內，電流表示數變小，表示壓力傳感器的電阻阻值增大，表明壓力傳感器受到的壓力減小，說明此時是彈簧把小球彈起的過程，彈性勢能轉化成動能和重力勢能，因此小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能．故C錯誤，D正確．
故選D．

點評：本題難度比較大，關鍵是學生的讀圖能力，從圖象的電流變化上判斷出電阻變化，從電阻變化上判斷出彈簧壓縮程度的變化，學生能夠做對，很不容易．