Question

【題目】小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），速度為5m/s ． 將彈簧壓縮到最短（如圖丙）的整個(gè)過程中，小球的速度v和彈簧縮短的長度△L之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)．已知該輕彈簧每受到0.2牛的壓力就縮短1厘米，并且輕彈簧在受到撞擊到壓縮到最短的整個(gè)過程中始終發(fā)生彈性形變．

（1）從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球動(dòng)能的變化情況是 ， 小球機(jī)械能的變化情況是 ．
（2）實(shí)驗(yàn)中所用小球的質(zhì)量為kg ， 全過程中，彈簧中彈力的最大值為N．
（3）如圖，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時(shí)，小球的速度為0，此時(shí)，小球處于（填“平衡”或“非平衡”）態(tài)．

Answer 1

【答案】
（1）先變大后變小,不變
（2）0.1,8.14
（3）非平衡
【解析】解：（1）由圖象看出：在小球剛開始撞擊彈簧到彈簧被壓縮到最短的過程中，小球速度先變大后變�。�小球動(dòng)能先變大后變�。恢挥袆�(dòng)能和彈性勢能的改變，機(jī)械能守恒．
（2）在小球向下運(yùn)動(dòng)過程中，受豎直向上的彈簧的彈力，豎直向下的重力．
開始時(shí)，重力大于彈力，合力向下，小球速度越來越大．隨彈簧壓縮量的增大，彈力越來越大，當(dāng)彈力與重力相等時(shí)，兩力是一對平衡力，合力為零．小球再向下運(yùn)動(dòng)，彈力大于重力，合力向下，小球速度減�。�
由此可見，當(dāng)重力G與彈力F是一對平衡力時(shí)，小球速度最大．
此時(shí)，由圖可知彈簧的壓縮量△L=5cm，由平衡條件得；G=F=0.2N/cm×5cm=1N．
小球的質(zhì)量為： ；
由圖可知，當(dāng)小球速度為零時(shí)，彈簧的壓縮量最大為L=40.7cm=0.407m，此時(shí)小球所受彈簧的彈力F彈=0.2N/cm×40.7cm=8.14N．
（3）在小球向下運(yùn)動(dòng)過程中，受豎直向上的彈簧的彈力，豎直向下的重力．
開始時(shí)，重力大于彈力，合力向下，小球速度越來越大．隨彈簧壓縮量的增大，彈力越來越大，當(dāng)彈力與重力相等時(shí)，兩力是一對平衡力，合力為零．小球再向下運(yùn)動(dòng)，彈力大于重力，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時(shí)，小球的速度為0，此時(shí)，彈力大于重力，小球處于非平衡狀態(tài)．
所以答案是：（1）先變大后變��；不變；（2）0.1；8.14；（3）非平衡．
【考點(diǎn)精析】利用二力平衡條件的應(yīng)用和影響動(dòng)能的因素對題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線）；運(yùn)動(dòng)物體的速度越大，質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大．