物理49如图所示,一端固定在地面上的竖直轻质弹簧,在它的正上方高
49如图所示,一端固定在地面上的竖直轻质弹簧,在它的正上方高H处有一个小球自由落下,落到轻质弹簧上,将弹簧压缩.如果分别从H1和H2(且H1>H2)高处释放小球,小球落到弹簧上将弹簧压缩的过程中获得的最大动能分别是Ek1和Ek2,在具有最大动能时刻的重力势能分别为Ep1和Ep2,则比较Ek1、Ek2和Ep1、Ep2的大小,正确的是( ). A.Ek1Ek2,Ep1>Ep2 .Ek1>Ek2,Ep1=Ep2 D.Ek1
小球与弹簧系统整体分析: 小球与弹簧接触瞬间,由于H1>H2而弹簧初始位置不同,1和2的动能E1>E2,此时两弹簧势能相同。由机械能守恒可知有最大动能时必有Ek1+Ep1>Ek2+Ep2,排除A和D。 小球与弹簧碰撞以后,小球的动能转化为弹簧势能。对小球进行受力分析,当小球重力(方向向下)等于弹簧弹力(方向向上)时小球向下加速度减小到零,此时小球有最大动能。即有mg=kx,x为弹簧压缩量,由此可知两种情况下x相同,所以由势能定义可知Ep1=Ep2。 因此答案选C。