Question

如圖所示，一根輕彈簧豎直直立在水平面上，下端固定．在彈簧正上方有一個物塊從高處自由下落到彈簧上端O，將彈簧壓縮．當彈簧被壓縮了x₀時，物塊的速度減小到零．從物塊和彈簧接觸開始到物塊速度減小到零過程中，物塊的加速度大小a隨下降位移大小x變化的圖象，可能是圖中的

1. A.
   
2. B.
   
3. C.
   
4. D.
   

Answer 1

D
分析：當物塊接觸彈簧后，受到重力和彈簧的彈力，根據牛頓第二定律和胡克定律得出加速度與位移的關系式．若物塊接觸彈簧時無初速度，根據簡諧運動的對稱性，可知物塊運動到最低點時加速度大小等于g，當小球以一定的初速度壓縮彈簧后，物塊到達最低點時，彈簧的壓縮增大，加速度增大，大于g．
解答：物塊接觸彈簧后，在開始階段，物塊的重力大于彈簧的彈力，合力向下，加速度向下，根據牛頓第二定律得
mg-kx=ma，得到a=g-，a與x是線性關系，當x增大時，a減小；
當彈力等于重力時，物塊的合力為零，加速度a=0；
當彈力大于重力后，物塊的合力向上，加速度向上，根據牛頓第二定律得，kx-mg=ma，得到a=-g，a與x是純性關系，當x增大時，a增大．
若物塊接觸彈簧時無初速度，根據簡諧運動的對稱性，可知物塊運動到最低點時加速度大小等于g，方向豎直向上，當小球以一定的初速度壓縮彈簧后，物塊到達最低點時，彈簧的壓縮增大，加速度增大，大于g．
故選D
點評：本題根據牛頓第二定律得到a關于x的解析式，根據解析式選擇圖象是常用方法．難點在于確定小球在最低點的加速度大小大于重力加速度，利用簡諧運動的對稱性．