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，不考慮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．小球接觸彈簧瞬間速度最大

B．小球接觸彈簧前為失重狀態(tài)，接觸彈簧后為超重狀態(tài)

C．小球壓縮彈簧到最短時的速度為零

D．小球壓縮彈簧到最短時的加速度大于g

Answer 1

分析：分析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，先失重后超重．

解答：解：A、小球接觸彈簧瞬間速度不是最大，當小球向下運動，彈力等于重力時，小球的速度最大．故A錯誤．
    B、小球接觸彈簧前只受重力，處于失重狀態(tài)．接觸彈簧后加速度先向下，后向上，則小球接觸彈簧后先為失重狀態(tài)，后為超重狀態(tài)．故B錯誤．
    C、當彈力大于小球的重力后，小球做減速運動，速度為零時，彈簧壓縮到最短．故C正確．
    D、小球剛接觸彈簧瞬間加速度大小為g，方向豎直向下．若小球從靜止開始壓縮彈簧，根據簡諧運動的對稱性可知，當彈簧壓縮到最短時，小球的加速度大小為g，方向豎直向上．現在小球以一定速度壓縮彈簧，由于彈簧的壓縮量增加，加速度增加，所以小球壓縮彈簧到最短時的加速度大于g．故D正確．
故選CD

點評：本題關鍵是根據牛頓運動定律分析小球運動過程．難點是運用簡諧運動的對稱性確定小球壓縮彈簧到最短時的加速度，可借鑒用來分析其他含有彈簧的簡諧運動中加速度問題．