Question

7．小明用小球和彈簧等器材進(jìn)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(guān)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(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程中，小球速度的變化情況是先變大、后變小；
（2）實驗用小球的重力為1N，彈簧產(chǎn)生的彈力的最大值為6N；
（3）由圖可知，當(dāng)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(tài)．

Answer 1

分析 （1）動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，分析小球質(zhì)量和速度的變化，便可得出動能的變化情況．
（2）根據(jù)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(jù)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(zhì)量．根據(jù)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(guān)系得出結(jié)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(zhì)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小．
（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(dāng)△x為0.1m時，小球的速度最大，然后減小，說明當(dāng)△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(chǎn)生彈力的最大值：F_最大=0.1N/cm×60cm=6N；
（3）由②中數(shù)據(jù)知，當(dāng)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(tài)．
故答案為：（1）先變大、后變��；（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(xué)生根據(jù)自己學(xué)過的知識結(jié)合信息解決問題．考查了學(xué)生接受新知識、運用新知識的能力．