Question

如圖所示彈簧下面掛一個質量為m的物體，物體在豎直方向作振幅為A的簡諧運動，當物體振動到最高點時，彈簧正好為原長．則物體在振動過程中（　　）

A．物體在最低點時所受的彈力大小為2mg

B．彈簧的彈性勢能和物體動能總和不變

C．彈簧的最大彈性勢能不等于2mgA

D．物體的最大動能應等于2mgA

Answer 1

分析：系統只有重力和彈力做功，機械能守恒，彈簧的彈性勢能、物體的動能、重力勢能之和不變；在最低點彈性勢能最大，根據能量守恒定律，求出最低點的彈性勢能；物體在平衡位置動能最大，根據能量守恒發現從最高點到平衡位置，重力勢能的減少量全部轉化為動能和彈性勢能的增加量．

解答：解：A、小球做簡諧運動的平衡位置處，mg=kA，A=

mg

k

．所以在最低點時，形變量為2A．彈力大小為2mg；故A正確；
B、在運動的過程中，只有重力和彈力做功，系統機械能守恒，彈簧的彈性勢能、物體的動能、重力勢能之和不變．故B錯誤；
C、從最高點到最低點，動能變化為0，重力勢能減小2mgA，則彈性勢能增加2mgA．而初位置彈性勢能為0，在最低點彈性勢能最大，為2mgA．故C錯誤；
D、在平衡位置動能最大，由最高點到平衡位置，重力勢能減小mgA，動能和彈性勢能增加，所以物體的最大動能小于mgA，故D錯誤；
故選A．

點評：解決本題的關鍵抓住簡諧運動的對稱性以及靈活運用能量守恒定律和機械能守恒定律．