如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。其正上方 A 位置有一只小球。小球从静止开始下落,在 B 位置接触弹簧的上端,在 C 位置小球所受弹力大小等于重力,在 D 位置小球速度减小到零。下列关于小球运动过程中的能量转化,说法正确的是( )
A .从 位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
B .从 位置小球重力势能的减少小于小球动能的增加
C .从 位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加
D .从 位置小球重力势能的减少小于弹簧弹性势能的增加
C
【解析】
【详解】
小球从 B 至 C 过程,重力大于弹力,合力向下,小球加速, C 到 D ,重力小于弹力,合力向上,小球减速,故在 C 点动能最大;在 D 点时,弹簧被压缩到最短,弹性形变最大,弹性势能最大,速度为 0 。
AB .小球下降过程中,重力和弹簧弹力做功,小球和弹簧系统机械能守恒;从 A→C 位置小球重力势能的减少等于动能增加量与弹性势能增加量之和,即小球重力势能的减少大于小球动能的增加, AB 错误;
CD .小球下降过程中,重力和弹簧弹力做功,小球和弹簧系统机械能守恒;从 A→D 位置,动能变化量为零,所以小球重力势能的减小等于弹簧弹性势能的增加, C 正确、 D 错误。
故选 C 。
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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