Question

如图所示，弹簧固定在水平地面上，一小球自弹簧上端某高度h（h＞0）处下落，不考虑空气阻力及弹簧压缩过程中的能量损失．关于此后小球运动过程，下列说法正确的是（　　）

A．小球接触弹簧瞬间速度最大

B．小球接触弹簧前为失重状态，接触弹簧后为超重状态

C．小球压缩弹簧到最短时的速度为零

D．小球压缩弹簧到最短时的加速度大于g

Answer 1

分析：分析小球接触弹簧后的运动情况：小球接触弹簧时具有竖直向下的速度，开始阶段，重力大于弹力，合力向下，小球做加速运动；随着压缩量的增大，弹簧的弹力增大，当弹力大于重力时，小球所受的合力向上，小球做减速运动；则当弹力等于重力时，小球的速度最大．小球向下运动过程中，加速度先向下后向上，先失重后超重．

解答：解：A、小球接触弹簧瞬间速度不是最大，当小球向下运动，弹力等于重力时，小球的速度最大．故A错误．
    B、小球接触弹簧前只受重力，处于失重状态．接触弹簧后加速度先向下，后向上，则小球接触弹簧后先为失重状态，后为超重状态．故B错误．
    C、当弹力大于小球的重力后，小球做减速运动，速度为零时，弹簧压缩到最短．故C正确．
    D、小球刚接触弹簧瞬间加速度大小为g，方向竖直向下．若小球从静止开始压缩弹簧，根据简谐运动的对称性可知，当弹簧压缩到最短时，小球的加速度大小为g，方向竖直向上．现在小球以一定速度压缩弹簧，由于弹簧的压缩量增加，加速度增加，所以小球压缩弹簧到最短时的加速度大于g．故D正确．
故选CD

点评：本题关键是根据牛顿运动定律分析小球运动过程．难点是运用简谐运动的对称性确定小球压缩弹簧到最短时的加速度，可借鉴用来分析其他含有弹簧的简谐运动中加速度问题．