高中 | 牛顿第二定律的两类基本问题 题目答案及解析

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必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

牛顿第二定律的两类基本问题

如图所示,一轻弹簧上端固定,下端连接一个小球。将小球自弹簧处于原长处由静止释放,以释放点为原点,竖直向下为正方向建立$x$轴,弹簧始终处于弹性限度内。在小球下落至最低点过程中,其动能$E_{\rm k}$和机械能$E$随位置$x$变化的图像可能正确的是$(\qquad)$

["

","

","

","

"]
[["B"]]

$\rm AB$、在小球下落至最低点过程中,受到弹簧的弹力和重力两个力作用,弹力先小于重力,后大于重力,合力先向下后向上,小球先做加速运动后做减速运动,动能先增大后减小。根据动能定理得$\Delta E_{\rm k}=F_{合}\Delta x$,可知$E_{\rm k}-x$图像的斜率$k=\dfrac{\Delta E_{\rm k}}{\Delta x}=F_{合}$,合力先减小后增大,则该图像的切线斜率绝对值先减小后增大,故$\rm A$错误,$\rm B$正确;

$\rm CD$、对小球,根据功能关系有$\Delta E_{\rm k}=F_{弹}\Delta x$,可知$E-x$图像的斜率$k= \dfrac{\Delta E}{\Delta x} =F_{弹}$,则该图像的切线斜率绝对值不断增大,故$\rm CD$错误。

故选:$\rm B$

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