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如图所示,一轻质弹簧竖直放置,下端固定在水平面上,上端处于a位置,当一重球放在弹簧上端静止时,弹簧上端被压缩到b位置。现将重球(视为质点)从高于位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落,弹簧被重球压缩到最低位置d。以下关于重球运动过程的正确说法应是

A、重球下落压缩弹簧由a至d的过程中,重球做减速运动。

B、重球下落至b处获得最大速度。

C、重球下落至d处获得最大加速度。

D、由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量。

答案

C


解析:

重球由c至a的运动过程中,只受重力作用,做匀加速运动;由a至b的运动过程中,受重力和弹力作用,但重力大于弹力,做加速度减小的加速运动;由b至d的运动过程中,受重力和弹力作用,但重力小于弹力,做加速度增大的减速运动。所以重球下落至b处获得最大速度,由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量,即可判定B、D正确。C选项很难确定是否正确,但利用弹簧振子的特点就可非常容易解决这一难题。重球接触弹簧以后,以b点为平衡位置做简谐运动,在b点下方取一点a,,使ab=a,b,根据简谐运动的对称性,可知,重球在a、a,的加速度大小相等,方向相反,如图4所示。而在d点的加速度大于在a,点的加速度,所以重球下落至d处获得最大加速度,C选项正确

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