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)，速度是5m/s，將彈簧壓縮到最短(如圖丙)的整個(gè)過(guò)程中，小球的速度v和彈簧縮短的長(zhǎng)度△L之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)．已知該彈簧每受到0.5N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在受到撞擊到壓縮到最短的過(guò)程中始終發(fā)生彈性形變．

（1）在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過(guò)程中，小球的速度________________

（2）小球在速度最大時(shí)受到的彈力和重力_______（“是”或“不是”）一對(duì)平衡力；小球的重力為____ N；此過(guò)程中，彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生的最大彈力為_______N。

Answer 1

【答案】 先變大再變小 是 2.5 20

【解析】由圖丁可知，在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過(guò)程中，小球的速度先變大再變小。

小球向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受豎直向上的彈簧的彈力和豎直向下的重力，開(kāi)始時(shí)，重力大于彈力，合力向下，小球速度越來(lái)越大；隨彈簧壓縮量的增大，彈力越來(lái)越大，當(dāng)彈力與重力相等時(shí)，兩力是一對(duì)平衡力，合力為零。小球再向下運(yùn)動(dòng)，彈力大于重力，

合力向上，小球速度減小。由此可見(jiàn)，當(dāng)重力G與彈力F是一對(duì)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=0.5N/cm×5cm=2.5N。

由圖丁可知，彈簧的最大壓縮量，此過(guò)程中，彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生的最大彈力。