如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2X0，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，

题文

如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2X₀，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x₀，不计空气阻力，则（ ）A．小球运动的最大速度大于2

gx0B．小球运动中最大加速度为gC．弹簧的劲度系数为mgx0D．弹簧的最大弹性势能为3mgx₀

题型：未知 难度：其他题型

答案

A、设小球刚运动到O点时的速度为v，则有mg•2x₀=12mv2，v=2

gx0．小球接触弹簧后先做加速运动，所以小球运动的最大速度大于2

gx0．故A正确．
B、小球刚接触弹簧时的加速度大小为g，方向竖直向下，根据简谐运动的对称性可知，当小球运动到关于平衡位置对称点时，加速度大小也等于g，方向竖直向上，而此时小球还有向下的速度，还没有到达最低点，当小球到达最低点时加速度将大于g．故B错误．
C、设弹簧的弹力与重力大小相等时，弹簧压缩量为x，则有mg=kx，k=mgx．而弹簧的弹力与重力平衡的位置在B点的上方，则x＜x₀，则k＞mgx0．故C错误．
D、当小球运动到最低点B时，弹性势能最大，根据机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为3mgx₀．故D正确．
故选AD

解析

12

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹.....”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：

判定弹力的有无及其方向的方法：