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）的整個過程中，小球的速度v和彈簧縮短的長度△L之間的關系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點．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過程中始終發生彈性形變．在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧彈力的大小變化情況是_______，小球的速度變化過程是_______，（以上兩空選填“一直變大”一直變小“先變大后變小”“先變小后變大”），小球受到的重力______N （不考慮空氣阻力）。

Answer 1

【答案】 一直變大 先變大后變小 1

【解析】（1）在小球向下運動過程中，受豎直向上的彈簧的彈力，豎直向下的重力；在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧彈力的大小變化情況是一直變大；

（2）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；

（3）在小球向下運動過程中，受豎直向上的彈簧的彈力，豎直向下的重力，開始時，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，當彈力與重力相等時，兩力是一對平衡力，合力為零，小球再向下運動，彈力大于重力，合力向下，小球速度減小，由此可見，當重力G與彈力F是一對平衡力時，小球速度最大，此時，由圖可知彈簧的壓縮量△L=5cm，由平衡條件得；G=F=0.3N/cm×5cm=1.5N。