Question

【题目】总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。请画出钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图像，并给出具体的分析过程。

Answer 1

【答案】

【解析】小钢球运动距离在0~l过程中，受到竖直向下的重力的作用，重力势能转化为动能，小球做加速度大小恒为g的加速运动，其动能逐渐增大。运动距离在l~2l过程中，小钢球受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力作用且弹力逐渐增大，在某一时刻之前，重力大于弹力，小球仍做竖直向下的加速运动但加速度逐渐减小，因此，动能依然增大但速度减缓；达到某一时刻时，重力与弹力相等，小球动能达到最大值；此后，小球继续下降，弹力大于重力，小球开始做加速度逐渐增大的减速运动，最后小钢球速度变为零，其动能全部转化为橡皮筋的弹性势能。则钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图像如下图：