Question

13．如圖乙所示，將一彈簧固定在水平面上，在其上放置一個(gè)鋼球，鋼球靜止時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)．用手向下壓鋼球使彈簧長(zhǎng)度壓縮到$\frac{L}{2}$．釋放鋼球后，鋼球運(yùn)動(dòng)到距離桌面最高點(diǎn)2L處．請(qǐng)?jiān)诒麍D上畫(huà)出鋼球從釋放運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過(guò)程中，其動(dòng)能隨運(yùn)動(dòng)高度變化的大致關(guān)系圖象．

Answer 1

分析 將鋼球從釋放運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過(guò)程進(jìn)行分解，分析各個(gè)階段鋼球受到的重力和彈簧的彈力關(guān)系，根據(jù)兩個(gè)力的大小關(guān)系，確定合力的方向，分析鋼球的運(yùn)動(dòng)情況，再結(jié)合動(dòng)能大小的影響因素分析其動(dòng)能變化，進(jìn)而做出其動(dòng)能隨運(yùn)動(dòng)高度變化的大致關(guān)系圖象．

解答 解：
用手向下壓鋼球使彈簧長(zhǎng)度壓縮到$\frac{L}{2}$，釋放鋼球后，鋼球從$\frac{L}{2}$到L的過(guò)程中，彈簧的彈力大于鋼球的重力，其合力方向豎直向上，鋼球向上做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷增大；
當(dāng)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈力等于鋼球的重力，鋼球所受的合力為零，此時(shí)速度最大，動(dòng)能最大；
當(dāng)鋼球從L上升到2L的過(guò)程中，離開(kāi)彈簧前，彈簧的彈力小于鋼球的重力時(shí)，合力豎直向下，鋼球向上做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷變�。浑x開(kāi)彈簧后，鋼球由于慣性繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，速度不斷變小，動(dòng)能不斷減�。�
當(dāng)鋼球到達(dá)最高點(diǎn)2L處時(shí)，速度為零，動(dòng)能為零．
綜上分析可知，鋼球從$\frac{L}{2}$到L過(guò)程中，動(dòng)能從零逐漸增大；鋼球從L到2L過(guò)程中，動(dòng)能從最大逐漸減小為零，故作圖如下：

點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)能和勢(shì)能的大小變化，關(guān)鍵是分析小球的受力情況來(lái)確定小球的運(yùn)動(dòng)情況．中等難度，是常見(jiàn)題型，要熟練掌握．