Question

如图是学生做模拟“蹦极”的小实验．一根橡皮筋一端系一小石块，另一端固定在a 点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端 所在的位置，c点是橡皮筋系小石块自然下垂时下端所在的位置，d点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点．在小石块从a点到d点运动的过程中，不计空气阻力和各种摩擦，关于小石块动能的大小，以下说法正确的是（ ）

A．小石块动能一直在增加
B．小石块在b点时动能最大
C．小石块在c点时动能最大
D．小石块的最大动能等于a点的重力势能

Answer

（1）小石块在下落过程中，在ab段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块的速度不断增大，动能不断增加；在bc段受到橡皮筋的拉力作用，当拉力小于重力时，小石块还处于加速状态，小石块的动能不断增加；在c点拉力等于重力；在cd段拉力大于重力，小石块处于减速状态，小石块的动能不断减小．
（2）不计摩擦时，机械能守恒，分析小石块在a点时具有的能量，分析小石块在c点时具有的能量，进行比较得出答案．
【解析】
A、B、C、小石块在ab段只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块的速度不断增加，小石块质量不变，小石块的动能不断增大；小石块在bc段，拉力小于重力，向下的合力不断改变小石块的运动状态，小石块的速度不断增加，小石块质量不变，小石块的动能不断增大；小石块在cd段受到橡皮筋的拉力小于重力，向上的合力使小石块处于减速状态，小石块质量不变，小石块的动能不断减小．所以小石块在ac段动能不断变大，在cd段小石块动能不断减小．所以小石块在c点动能最大．故A、B错误，C正确．
D、小石块在c点具有的动能最大，小石块在c点具有重力势能和动能，重力势能和动能之和等于机械能，在不考虑摩擦时，整个过程中机械能守恒，小石块在a点只具有重力势能，所以小石块的最大动能小于小石块在a点的重力势能．故D错误．
故选C．