题文
如图1-5-7所示,小球在竖直力F作用下将竖直弹簧压缩,若将力F撤去,小球将向上弹起并离开弹簧,直到速度变为零为止,则在小球上升的过程( )
图1-5-7A.小球的动能先增大后减小B.小球在离开弹簧时动能最大C.小球的动能最大时弹性势能为零D.小球的动能减为零时,重力势能最大
题型:未知 难度:其他题型
答案
AD
解析
分析小球的运动过程,可知小球不受外力F而处于平衡位置时,mg=-kx,如下图所示,当再加F力而处于平衡时mg+F=kx′,因此x′<x.当撤去力F时,小球将在合力(kx′-mg)的作用下向上做变加速运动,x′逐渐减小,当x′=x时,mg=kx,a=0,v达到最大.再向上运动,小球将在(mg-kx′)作用下做减速运动,a逐渐增大,v逐渐减小.当弹簧达原长时,小球脱离弹簧,做上抛运动,继续减速,达到最高点.
由上述分析可知,小球在平衡位置mg=kx时,由于v最大,故小球的动能最大,A项正确,B项不正确.当动能最大时,仍存在弹簧形变x,故弹性势能不为零,C项不正确.当小球向上运动,且离开弹簧后,做上抛运动,到达最高点时,速度为零,动能为零,重力势能最大,所以D项正确.
考点
据考高分专家说,试题“如图1-5-7所示,小球在竖直力F作用下.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





