11. 如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v 向右运动,小球将做周期为T的往复运动,则( )

参考答案
B
2022_浙江卷
11. 如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距x。套在杆上的小球从中点以初速度v 向右运动,小球将做周期为T的往复运动,则( )

B
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比,且方向总是指向平衡位置,可知小球在杆中点到接触弹簧过程,所受合力为零,此过程做匀速直线运动,故小球不是做简谐运动,A错误;BC.假设杆中点为O,小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为A ,小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为B,可知小球做周期为T的往复运动过程为
$$ O \to A \to O \to B \to O $$
根据对称性可知小球从 $O A O$ 与 $O \to B \to O$ ,这两个过程的动能变化完全一致,两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致,故小球动能的变化周期为 $\frac { T } { 2 }$ ,两根弹簧的总弹性势能的变化周期为 $\frac { T } { 2 }$ ,B正确,C 错误;
D.小球的初速度为 $\frac { \nu } { 2 }$ 时,可知小球在匀速阶段的时间变为原来的2倍,接触弹簧过程,根据弹簧振子周期公式
$$ T _ { 0 } = 2 \pi \sqrt { \frac { m } { k } } $$
可知接触弹簧过程所用时间与速度无关,即接触弹簧过程时间保持不变,故小球的初速度为 $\frac { \nu } { 2 }$ 时,其运动周期应小于2T,D 错误;
故选 B。