物块从接触弹簧到弹簧被压缩到最短,物块受到弹力和重力两个力的作用,物块到达平衡位置之前,合外力向下,由牛顿第二定律得:
mg-kx=ma
1,得:a
1=g-
x
物块到达平衡位置之后,合外力向上,由牛顿第二定律得:kx-mg=ma
2,得:a
2=
x-g
可见,物块到达平衡位置前后,a-x图象均为直线,且斜率的绝对值相等,物块刚接触弹簧时加速度为重力加速度.由于物块从弹簧上端落下来,故到其速度减为零时,加速度大于重力加速度.设物块到达平衡位置时弹簧压缩了x
1,物块速度减为零时弹簧压缩了x
0,这时有:
x
1=
,a
2=
x
0-g>g,x
0>
,所以x
1<
x
0,图象D正确.