题文
如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放,落在弹簧上后继续向下运动到最低点的过程中,小球的速度v随时间t的变化图象如图乙所示,其中OA段为直线,AB段是与OA相切于A点的曲线,BCD是平滑的曲线.若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,则关于A、B、C、D各点对应的小球下落的位置坐标x及所对应的加速度a的大小,以下说法正确的是( )A.xA=h,aA=0B.xB=h+mgk,aB=0C.xC=h+2mgk,aC=gD.xD=h+2mgk,aD>g
题型:未知 难度:其他题型
答案
A.OA过程是自由落体,A的坐标就是h,加速度为g,所以A错误.
B.B点是速度最大的地方,此时重力和弹力相等,合力为0,加速度也就为0,由mg=kx,可知x=mgk,所以B的坐标为h+mgk,所以B正确.
C.A、C两点关于B点对称,由A点到B点的形变量为mgk,由对称性得由B到D的形变量也为mgk,所以在C点的形变量为2mgk,所以弹簧弹力F=2mg,F-mg=ma,a=g,x=2mgk,所以C的坐标为h+2mgk,所以C正确.
D.到达D点时,速度为0,所以到达D点时形变量要大于C点的形变量,所以D的坐标大于h+2mgk,加速度aD>g,所以D错误.
故选BC.
解析
mgk
考点
据考高分专家说,试题“如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。
弹力的大小、胡克定律
弹力的大小:
弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生的弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小。
(1)一般情况下,弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限度内遵循胡克定律:
(2)胡克定律在弹性限度内,弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比,即F=kx,式中k为劲度系数,x为弹簧的形变量,F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。 
①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差:x=|L—L0|,不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N/m,由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定,弹簧做好后,劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a.由胡克定律F=kx知:k=F/x
b.由F一x图像知:
判定弹力的有无及其方向的方法:





