Question

【題目】小明在老師的指導(dǎo)下用小球和彈簧等器材進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)與探究（不考慮空氣阻力）： 讓小球從某高度處由靜止開(kāi)始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），小球速度為5 m/s．從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙） 的整個(gè)過(guò)程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長(zhǎng)度△x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0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過(guò)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(guò)程中，小球速度的變化情況是____；

（2）實(shí)驗(yàn)中所用小球的重力為____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____狀態(tài)（選 填“平衡”或“非平衡”）．

Answer 1

【答案】 先變大后變小 2N 非平衡

【解析】（1）小球接觸到彈簧后的下落中，彈簧逐漸發(fā)生彈簧形變，彈簧力由小變大，當(dāng)重力大于彈力時(shí)小球受合力向下，小球加速下落；當(dāng)彈力等于重力時(shí)，小球受到合力為0，速度達(dá)到最大；當(dāng)彈力大于小球重力時(shí)，合力向上，小球開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，由此可知小球下落速度的變化情況是：先變大后變小；

（2）由小球的速度圖象知，開(kāi)始小球的速度增大，說(shuō)明小球的重力大于彈簧對(duì)它的彈力，當(dāng)△x為0.2m時(shí)，小球的速度最大，然后減小，說(shuō)明當(dāng)△x為0.2m時(shí)，小球的重力等于彈簧對(duì)它的彈力．所以可得G=F=0.1N/cm×0.2×100cm=2N；

（3）由（2）中數(shù)據(jù)知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時(shí)，小球的速度為0，此時(shí)，小球受到的彈力大于其重力，所以小球處于不平衡態(tài)。