Question

如圖所示，輕質彈簧豎直放置在水平地面上，它的正上方有一金屬塊由靜止開始下落．金屬塊下落過程中所受空氣阻力忽略不計．在金屬塊開始下落到第一次速度為零的過程中（　　）

A．金屬塊受到的重力先做正功后做負功

B．金屬塊接觸彈簧后其動能和重力勢能都減少

C．當金屬塊的動能最大時，其所受彈力與重力大小相等

D．當金屬塊的動能為零時，彈簧的彈性勢能也為零

Answer 1

分析：物體靜止在彈簧正上方，物體具有重力勢能，物體由靜止下落，重力勢能轉化為動能，重力勢能越來越小，動能越來越大．
動能跟物體的質量和速度有關．質量一定時，速度越大，動能越大；在速度一定時，質量越大，動能越大．
物體撞擊彈簧，受到彈簧的彈力，重力大于彈力，物體繼續向下運動，重力不變，彈力不斷增大，但是重力大于彈力，物體的運動速度還在不斷增大；彈簧不斷被壓縮，彈力在增大，當彈力等于重力時，物體的運動速度最大；彈簧不斷被壓縮，彈力在增大，當彈力大于重力時，物體進行減速運動．
物體從自由下落到下落到最底端，物體的運動速度先增大，后減小，到最底端速度為零．

解答：解：A、金屬塊一直向下運動，所以重力一直做正功，故A錯誤．
B、剛接觸彈簧時，彈力小于重力，物體還在進行加速運動，物體的速度還在增大，所以動能增加．故B錯誤．
C、物體撞擊彈簧，受到彈簧的彈力，重力大于彈力，物體繼續向下運動，重力不變，彈力不斷增大，但是重力大于彈力，物體的運動速度還在不斷增大；彈簧不斷被壓縮，彈力在增大，當彈力等于重力時，物體的運動速度最大，故C正確．
D、當金屬塊的動能為零時，彈簧被壓縮到最短，彈性勢能最大．故D錯誤．
故選C．

點評：物體由靜止自由下落到碰到彈簧這個過程中，物體的重力勢能轉化為物體的動能．
物體從碰到彈簧到最底端，分三個過程，一、彈力小于重力時，物體加速；二、彈力等于重力，物體勻速；三、彈力大于重力，物體減速．
物體從最高點到最低點，物體的運動速度先增大后減小到零．