Question

小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s．将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度△L之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变．在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力的大小变化情况是_______，小球的速度变化过程是_______，（以上两空选填“一直变大”一直变小“先变大后变小”“先变小后变大”），小球受到的重力______N （不考虑空气阻力）。

 

Answer

一直变大 先变大后变小 1

【解析】（1）在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力；在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力的大小变化情况是一直变大；

（2）由图象看出：在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球速度先变大后变小；

（3）在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力，开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零，小球再向下运动，弹力大于重力，合力向下，小球速度减小，由此可见，当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大，此时，由图可知弹簧的压缩量△L=5cm，由平衡条件得；G=F=0.3N/cm×5cm=1.5N。