Question

物理题 弹簧

竖直放置的轻弹簧固定在水平地面上，将一个金属小球轻放在弹簧的上端（但不粘连）。再用力向下压小球，使弹簧继续做弹性压缩，稳定后用细绳将弹簧栓牢，烧断细绳，小球弹起，脱离弹簧后能继续向上运动。那么，从小球开始运动到脱离弹簧整个过程中（ ）
A.球刚脱离弹簧时的动能最大
B.当弹力等于重力时，小球的动能最大
C.在某一阶段，球的动能减少而机械能增加
D.球刚脱离弹簧时的弹性势能最小

为什么选C，A、B、D错的原因请告诉我（详细一点，谢谢！）
但是讲座的老师是说选C，他讲过了只是我忘了

Answer 1

选BCD，A错。
小球在弹簧压缩的最小的时候，弹簧的弹力f远大于小球的重力G，小球受到的合力F合=f-G，是向上的，所以当绳烧断瞬间，小球会迅速向上加速。
但在小球向上运动的时候，弹簧开始伸长，弹力开始减小，小球受到的合力 F合=f-G 也开始减小，加速度变小，但还是在加速的，速度还在增加，只是速度增加变缓了。直到弹簧伸长到一定程度，弹簧的弹力f和小球重力G相等的时候，合力为零，加速度为零，至此，小球加速结束。所以当重力等于弹力的时候，小球的速度最大，也就意味着小球的动能最大。A错，B对。
当小球重力等于弹簧弹力的时候，加速结束了，但小球有惯性还要继续向上运动，弹簧也要继续回复原长，弹力还是继续向上作用在小球上，只是以后的弹力小于小球的重力了，小球合力F合=G-f，合力方向向下了，所以，小球会向上做减速运动。虽然是减速，但弹簧的弹力还作用在小球上对小球做功，使弹性势能转化为小球的机械能。因为小球在减速，动能减少，但由于弹簧做功，小球的机械能是增加的，也可以说小球的动能和弹簧的弹性势能转化为了小球的重力势能。C对。
当小球脱离弹簧的时候，弹簧伸长的最长，所以弹簧的弹性势能最小。D对。

Answer 2

1.A是错的烧断小绳的瞬间弹簧的弹力势能还没有对小球做任何功，小球的速度只能为0，因此速度最小
2.B是对的，因为如果弹力还大于重力，那弹簧还是对小球做功的，只有弹力等于重力的时候，弹簧就不再能够对小球做功了，此时小球的动能最大
3.C是错误的，没有这个过程，因为当小球还没有脱离弹簧，弹簧一直对他做功，它的动能增加，势能也增加，等到弹力和重力相等的时候，小球恰好脱离弹簧，重力势能增加，动能降低，这个时候小球保持机械能守恒，所以不存在一个阶段动能减少，而机械能增加
4.D是错误的，想象一下，小球有重力的，如果轻轻的放到弹簧上，会压缩弹簧的，所以当小球的重力等于弹力的时候，弹簧并没有恢复到原长，肯定比原长小，因此弹簧还会继续深长，直到停止的那一刹那弹性势能最小

Answer 3

我认为答案应该是B，你的答案有错。
动能和速度有关，当加速度从正值转为0的时候速度最大，这个时候动能才最大。球刚脱离弹簧时弹簧对球没有支撑力，球只受到重力，此刻加速度已经为负值的g而不是0，所以A错，B对，弹力等于重力时加速度为0、
球动能开始减少是加速度为负值，即重力开始大于弹力，这时重力做工，动能应该转换为重力势能。另外可以根据弹簧和小球的整个系统的动力守恒来判定：弹簧的弹性势能转换为动能，动能再转换为重力势能（最终在最高处速度为0），所以动能开始减少的阶段机械能应该是守恒的，弹性势能转换为动能才是小球机械能增加阶段。
D错误，小球在速度最大的时候弹性势能已经完全转换为动能，这个时刻并不是刚脱离弹簧，而是弹力小于重力的时候。

Answer 4

1.A是错的烧断小绳的瞬间弹簧的弹力势能还没有对小球做任何功，小球的速度只能为0，因此速度最小
2.B是对的，因为如果弹力还大于重力，那弹簧还是对小球做功的，只有弹力等于重力的时候，弹簧就不再能够对小球做功了，此时小球的动能最大
3.C是错误的，没有这个过程，因为当小球还没有脱离弹簧，弹簧一直对他做功，它的动能增加，势能也增加，等到弹力和重力相等的时候，小球恰好脱离弹簧，重力势能增加，动能降低，这个时候小球保持机械能守恒，所以不存在一个阶段动能减少，而机械能增加
4.D是错误的，想象一下，小球有重力的，如果轻轻的放到弹簧上，会压缩弹簧的，所以当小球的重力等于弹力的时候，弹簧并没有恢复到原长，肯定比原长小，因此弹簧还会继续深长，直到停止的那一刹那弹性势能最小