Question

7．小明用小球和彈簧等器材進行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力），讓小球從某高度處由靜止開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5m/s．從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長度△x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0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過程中始終發生彈性形變．

（1）從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球速度的變化情況是先變大、后變�。�
（2）實驗用小球的重力為1N，彈簧產生的彈力的最大值為6N；
（3）由圖可知，當彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于非平衡（選填“平衡”或“非平衡”）狀態．

Answer 1

分析 （1）動能的大小與物體的質量和速度有關，分析小球質量和速度的變化，便可得出動能的變化情況．
（2）根據物體的運動情況，若動力大于阻力，則物體加速運動；若動力小于阻力，則物體減速運動．根據圖象中小球的運動情況，可得出及題目中給出的條件便可求出小球的質量．根據題目中給出的彈簧受力與被壓縮的程度得出彈簧中彈力的最大值．
（3）分析小球的重力和彈力之間的大小關系得出結論．

解答 解：（1）從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球的質量不變，由圖乙可知，小球的速度先增大，然后速度減小，所以小球的動能先增大后減�。�
（2）由小球的速度圖象知，開始小球的速度增大，說明小球的重力大于彈簧對它的彈力；當△x為0.1m時，小球的速度最大，然后減小，說明當△x為0.1m=10cm時，小球的重力等于彈簧對它的彈力，所以可得小球的重力：G=F=0.1N/cm×10cm=1N；
由圖乙可知，彈簧的最大縮短量為△x_最大=0.6m=60cm，
所以，彈簧產生彈力的最大值：F_最大=0.1N/cm×60cm=6N；
（3）由②中數據知，當彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時小球受到的彈力大于其重力，所以小球處于非平衡狀態．
故答案為：（1）先變大、后變小；（2）1； 6；（3）非平衡．

點評 此題是一道信息題，題目中給出一個新的信息，讓學生根據自己學過的知識結合信息解決問題．考查了學生接受新知識、運用新知識的能力．