【错解原因】形成以上错解的原因是对运动过程认识不清。对运动性质的判断不正确。金属块做加速还是减速运动,要看合外力方向(即加速度方向)与速度方向的关系。
【分析解答】要确定金属块的动能最大位置和动能为零时的情况,就要分析它的运动全过程。为了弄清运动性质,做好受力分析。可以从图3-19看出运动过程中的情景。
从图上可以看到在弹力N
所以B,C,D为正确选项。
【评析】对于较为复杂的物理问题,认清物理过程,建立物情景是很重要的。做到这一点往往需画出受力图,运动草图,这是应该具有的一种解决问题的能力。分析问题可以采用分析法和综合法。一般在考试过程中分析法用的更多。如本题A,B只要审题细致就可以解决。而C,D就要用分析法。C选项中动能最大时,速率最大,速率最大就意味着它的变化率为零,即a=0,加速度为零,即合外力为零,由于合外力为mg-N,因此得mg=N,D选项中动能为零,即速率为零,单方向运动时位移最大,即弹簧形变最大,也就是弹性势能最大。本题中金属块和弹簧在一定时间和范围内做往复运动是一种简运振动。从简谐运动图象可以看出位移变化中速度的变化,以及能量的关系。
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