如图3甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹篱上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则( )
甲 乙
图3
A.t1时刻小球动能最大
B.t2时刻小球动能最大
C.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
D.t2~t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
C
【解析】由F-t图象可知t1到t2时刻弹力先小于重力,合力做正功,后弹力大于重力,合力做负功,t1~t2这段时间动能先增大后减小,t2时刻弹力最大,动能为零,动能最大时介于t1与t2之间某时刻;t2~t3这段时间弹力先大于重力,后小于重力,到t3时刻为零,所以t2~t3这段时间合力先做正功后做负功,动能先增加后减小,增加的动能等于弹簧减小的弹性势能与增加的重力势能之差,故C正确.
二、双项选择题(每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全选对得6分,只选对1个得3分,错选或不选得0分,共5个小题,共计30分)
知识拓展:
1.功与能
(1)区别功是过程量,能量是状态量,只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能,而不能说这个物体(或系统) 具有多少功;功是能量转化的量度,决不能说“功是能的量度”。功和能是两个不同的概念,不可等同视之。
(2)联系功是能量转化的量度。做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化。
2.机械能守恒定律与能量守恒定律的区别
机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力和弹力做功,系统内物体的重力势能、弹性势能与动能可以相互转化.但总的机械能保持不变。能量守恒定律反映的是一个系统有机械能损失。但损失的机械能转变成其他形式的能,总的能量不变。
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