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问题: 一道物理题1

竖立在水平地面上的轻弹簧,下端与地面固定,将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连)并用力向下压球,使弹簧作弹性压缩,稳定后用细线把弹簧拴牢,烧断细线,球将被弹起,脱离弹簧后能继续向上运动,那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的这一运动过程中( )
A.球所受合力的最大值不一定大于球的重力值
B.球刚脱离弹簧时的动能最大
C.在某一阶段内球的动能减少而它的机械能增加
D.球脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小
请对各选项加以分析。谢谢!

解答:

如果最大值不大于该球所受重力,就不可能向上跑了,所以A错.由于向上运动时小球逐渐脱离弹簧,所以它的合外力将由弹力减去重力逐渐变成只受重力,但请注意,在小球没有脱离弹簧前,始终有弹力,但当弹力小于重力的临界状态(此时小球必定还在弹簧上)小球的合外力将变为竖直向下,此时速度成为最大值,再往上走,由于弹力越来越小,导致向下的合外力越来越大,速度就减少的越来越多了,所以B错.由于球脱离弹簧时,弹簧可能处于拉伸状态,那么就有个伸长变化量,则弹性势能必定会有,而当它处于平衡位置的时候,它的弹性势能才是最小--0,所以D错.在小球向上超过当弹力小于重力的临界状态时,动能确实在减小,然而其减小量不如重力势能增加量快,因此,此时的球的动能减少而它的机械能增加,所以C对.