轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一金属块从高处自由下落,

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如图所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一金属块从高处自由下落,在金属块开始下落到第一~

A、金属块一直向下运动,所以重力一直做正功,重力势能一直减小,故A错误.B、铁块开始接触弹簧下降,重力大于向上的弹力,铁块加速向下运动,之后,重力小于弹力,合力向上,铁块向下减速运动,直到速度为零,铁块所受弹力始终向上,而运动方向向下,故弹力对铁块一直做负功.故B错误.C、物体撞击弹簧,受到弹簧的弹力,重力大于弹力,物体继续向下运动,重力不变,弹力不断增大,但是重力大于弹力,物体的运动速度还在不断增大;弹簧不断被压缩,弹力在增大,当弹力等于重力时,物体的运动速度最大,其动能最大,故C错误.D、当金属块的速度为零时,弹簧被压缩到最短,弹性势能最大.故D正确.故选:D.

BCD 【错解分析】错解:金属块自由下落,接触弹簧后开始减速,当重力等于弹力时,金属块速度为零。所以从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中重力一直做正功,故A错。而弹力一直做负功所以B正确。因为金属块速度为零时,重力与弹力相平衡,所以C选项错。金属块的动能为零时,弹力最大,所以形变最大,弹性势能最大。故D正确。  形成以上错解的原因是对运动过程认识不清。对运动性质的判断不正确。金属块做加速还是减速运动,要看合外力方向(即加速度方向)与速度方向的关系。  【正确解答】要确定金属块的动能最大位置和动能为零时的情况,就要分析它的运动全过程。为了弄清运动性质,做好受力分析。可以从图3-19看出运动过程中的情景。   从图上可以看到在弹力N<mg时,a的方向向下,v的方向向下,金属块做加速运动。当弹力N等于重力mg时,a = 0加速停止,此时速度最大。所以C选项正确。弹力方向与位移方向始终反向,所以弹力没有做正功,B选项正确。重力方向始终与位移同方向,重力做正功,没有做负功,A选项错。速度为零时,恰是弹簧形变最大时,所以此时弹簧弹性势能最大,故D正确。  所以B,C,D为正确选项。  【小结】对于较为复杂的物理问题,认清物理过程,建立物理情景是很重要的。做到这一点往往需画出受力图,运动草图,这是应该具有的一种解决问题的能力。分析问题可以采用分析法和综合法。一般在考试过程中分析法用的更多。如本题A,B只要审题细致就可以解决。而C,D就要用分析法。C选项中动能最大时,速率最大,速率最大就意味着它的变化率为零,即a = 0,加速度为零,即合外力为零,由于合外力为mg-N,因此得mg =N,D选项中动能为零,即速率为零,单方向运动时位移最大,即弹簧形变最大,也就是弹性势能最大。本题中金属块和弹簧在一定时间和范围内做往复运动是一种简谐运动。从简谐运动图象可以看出位移变化中速度的变化,以及能量的关系。

选 BCD

金属块自由下落到第一次速度为零,金属块一直下落,重力与下落方向相同 ,做正功 ,A 错

弹力与下落方向相反 ,做负功 ,B 对

在弹力与重力相平衡的位置的上方,弹力小于重力 ,合力向下,速度增加 ,在弹力与重力相平衡的位置的下方,弹力大于重力 ,合力向上,速度减小 ,所以 ,速度最大,动能最大时,弹力与重力相平衡 ,C 对

第一次速度为零 ,金属块的动能为零 ,弹簧压缩到最低点,弹簧的弹性势能最大 ,D 对

A.重力一直做正功
B.弹力方向一直与运动方向相反,做负功,弹性势能一直增加
C.合外力为0是速度最大的临界条件,正确
D。正确
选CD

在这个过程中重力一直做正功 弹力做负功
动能增大时 合力向下 直到合外力为0 即G=Fk
所以C正确
当动能最小为0时 小物体的机械能全部转化为弹簧的弹性势能
故D对


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