Question

如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间变化的图像如图乙所示，则（  ）

A.0~t₁时间内小球处于平衡状态

B.t₁~t₂时间内小球的速度越来越大

C.t₂时刻小球处于静止状态

D.t₃时刻小球处于非平衡状态

Answer

D

【解析】

小球先自由下落，在t1时刻与弹簧接触后，弹簧被压缩，在下降的过程中，弹力不断变大，当弹力小于重力时，物体加速下降，但合力变小，加速度变小，故做加速度减小的加速运动；当加速度减为零时，速度达到最大；之后物体由于惯性继续下降，弹力大于重力，合力变为向上且不断变大，故加速度向上且不断变大，故物体做加速度不断增大的减速运动，在t2时刻弹力达到最大，此时物体速度为零；同理，上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后做加速度不断增大的减速运动，直到t3时刻小球离开弹簧为止。

A．0~t1时间内，小球在重力作用下加速下降，不是平衡状态，故A不符合题意；

B．t1~t2时间内，小球受到向下的合力逐渐减小，其速度先增大后减小至零，故B不符合题意；

C．t2时刻，小球受到竖直向上的80N弹力作用，竖直向下的50N重力作用，瞬时速度为零但不处于静止状态，故C不符合题意；

D．t3时刻，小球刚脱离弹力作用，在重力作用下减速运动，故处于非平衡状态，故D符合题意。

故选D。