高考物理復(fù)習(xí)指南:為你推薦三道能力試題1

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[例1]
    豎直在水平地面上的輕彈簧,下端與地面固定,將金屬球C放置在彈簧頂端與彈簧不粘連,并用力向下壓球,使彈簧壓縮,穩(wěn)定后用細(xì)線把彈簧系住,燒斷細(xì)線,球?qū)⒈粡椘鹎颐撾x彈簧后能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),那么該球從細(xì)線被燒斷到脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中。 ()
    (A)球剛脫離彈簧時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最小
    (B)球剛脫離彈簧時(shí)的動(dòng)能
    (C)球所受合力的值不一定大于小球的重力
    (D)在某一階段內(nèi),球的動(dòng)能在減少,而它的機(jī)械能在增加
    分析和解:剛燒斷細(xì)線時(shí),彈簧彈力大于小球重力,合力向上,小球加速向上,此后彈力減少,加速度減小,速度增加,直到平衡位置時(shí)彈力等于重力,小球速度和動(dòng)能均達(dá)到。那么此時(shí)小球會(huì)不會(huì)脫離彈簧呢?我們假設(shè)會(huì)脫離,小球的加速度則為g,方向向下,而彈簧上的輕托板此后的加速度ag,方向豎直向下,這樣就會(huì)使小球脫離彈簧向上運(yùn)動(dòng)。故選項(xiàng)(A)正確、(B)錯(cuò)。
    由上分析可知,小球脫離的位置是彈簧恢復(fù)原狀處,小球脫離彈簧的條件是小球加速度大小為g,這樣,我們?cè)谂袛噙x項(xiàng)(C)是否正確時(shí),可將其脫離條件與之比較,我們首先把小球未脫離彈簧時(shí)看作一個(gè)理想化的彈簧振子,在豎直方向作簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),根據(jù)其對(duì)稱性,小球要把彈簧壓下至其合力等于或大于g時(shí),小球才有可能脫離彈簧。故選項(xiàng)(C)錯(cuò)。其次當(dāng)小球在過(guò)了平衡位置繼續(xù)向上減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈力向上,對(duì)小球做正功,故小球動(dòng)能將減少,而機(jī)械能在增加,故選項(xiàng)(D)也正確。
    點(diǎn)評(píng):任何一個(gè)物理過(guò)程的發(fā)生和變化都有其因果關(guān)系,一個(gè)物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的變化則決定它受力的情況,因此解該題的關(guān)鍵是因果分析與選擇正確的物理模型。