Question

如圖所示，彈簧固定在水平地面上，一小球自彈簧上端某高度h（h＞0）處下落，不計空氣阻力及彈簧壓縮過程中的能量損失．關于此后小球運動過程，下列說法正確的是（　�。�

• A、小球從接觸彈簧開始，到離開彈簧的過程中，速度與加速度方向先相反后相同
• B、小球在壓縮彈簧向下運動過程中，球處于失重狀態；在彈簧向上彈起小球的過程中，球處于超重狀態
• C、小球向下運動，從接觸彈簧到壓縮到最低的過程中，重力勢能一直減小，彈性勢能一直增加
• D、小球仍能返回到最初的位置，小球在整個運動過程中機械能一直不變

Answer 1

分析：通過分析小球的受力情況，來判斷小球接觸彈簧后的運動情況：小球接觸彈簧時具有豎直向下的速度，開始階段，重力大于彈力，合力向下，小球做加速運動；隨著壓縮量的增大，彈簧的彈力增大，當彈力大于重力時，小球所受的合力向上，小球做減速運動；則當彈力等于重力時，小球的速度最大．小球向下運動過程中，加速度先向下后向上，根據加速度方向確定是失重還是超重．重力勢能根據高度的變化判斷，彈性形變根據形變量的變化判斷．機械能守恒的條件是只有重力做功．

解答：解：
A、B小球從接觸彈簧開始向下運動過程中，彈力先小于重力，合力向下，加速度向下，小球做加速運動，處于失重；
隨著壓縮量的增大，彈簧的彈力增大，當彈力大于重力時，小球所受的合力向上，加速度向上，小球做減速運動，處于超重狀態；
小球向上運動的過程中，同理可知，加速度向上后向下，小球先處于超重狀態，后處于失重狀態，故小球從接觸彈簧開始，到離開彈簧的過程中，速度與加速度方向先相同后相反，再相同后相反，故AB錯誤．
C、小球向下運動，從接觸彈簧到壓縮到最低的過程中，重力一直做正功，形變量一直增大，故重力勢能一直減小，彈性勢能一直增加，故C正確．
D、對于小球而言，除重力外，還有彈簧的彈力做功，其機械能不守恒，故D錯誤．
故選：C

點評：本題關鍵是根據牛頓運動定律分析小球運動過程．要明確根據加速度的方向判斷是失重還是超重．