Question

【题目】如图1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，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示，不计空气阻力。

（1）在整个运动过程中，小球的机械能_____（填“守恒”或“不守恒”）

（2）小球动能最小的时刻是_____（填t1、t2或t3）

（3）在t2～t3这段时间内，小球的动能_____（填“先增大后减小”，“先减小后增大”，“一直增大”，“一直减小”）

Answer 1

【答案】不守恒 t2 先增大后减小

【解析】

（1）t1～t2这段时间内，小球与弹簧接触后，弹簧的弹力F逐渐增大，小球由于受到弹簧的弹力作用，弹力对小球做功，只有重力做功的情况下，物体机械能守恒，故小球的机械能不守恒；

（2）由图看出，t2时刻，弹力F最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度为零，动能最小；

（3）t2～t3这段时间内，小球从最低点被弹起，弹簧的弹力F逐渐减小；当向上的弹力大于向下的重力时，合力向上，小球做加速运动；当向上的弹力小于向下的重力时，合力向下，小球做减速运动；即小球的速度先增大后减小，所以小球的动能先增大后减小。