Question

19．小明在老師的指導(dǎo)下用小球和彈簧等器材進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)與探究（不考慮空氣阻力，g取10N/kg）：
（1）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(gè)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為典線的最高點(diǎn)，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�。�
②實(shí)驗(yàn)中所用小球的質(zhì)量為0.1kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值 為6.1N．
③由圖可知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時(shí)，小球的速度為0，此時(shí)，小球處于非平衡狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）．

Answer 1

分析 （1）分析小球接觸彈簧到彈簧被壓縮到最短過程中小球所受力情況，由此分析判斷其速度變化；
（2）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，若動(dòng)力大于阻力，則物體加速運(yùn)動(dòng)；若動(dòng)力小于阻力，則物體減速運(yùn)動(dòng)．
根據(jù)圖象中小球的運(yùn)動(dòng)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）小球接觸到彈簧后的下落中，彈簧逐漸發(fā)生彈簧形變，彈簧力由小變大，當(dāng)重力大于彈力時(shí)小球受合力向下，小球加速下落；
當(dāng)彈力等于重力時(shí)，小球受到合力為0，速度達(dá)到最大；
當(dāng)彈力大于小球重力時(shí)，合力向上，小球開始做減速運(yùn)動(dòng)．
由此可知小球下落速度的變化情況是：先變大后變小；
（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(shí)，小球的速度最大，然后減小，說明當(dāng)△x為0.1m時(shí)，小球的重力等于彈簧對它的彈力．所以可得G=F=0.1N/cm×0.1×100cm=1N
則m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1N}{10N/kg}$=0.1kg
彈簧的最大縮短量為△x_最大=0.61m=61cm
所以F_最大=0.1N/cm×61cm=6.1N；
（3）由（2）中數(shù)據(jù)知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時(shí)，小球的速度為0，此時(shí)，小球受到的彈力大于其重力，所以小球處于不平衡態(tài)．
故答案為：（1）先變大后變小；（2）0.1；6.1； （3）非平衡．

點(diǎn)評 此題是一道信息題，題目中給出一個(gè)新的信息，讓學(xué)生根據(jù)自己學(xué)過的知識(shí)結(jié)合信息解決問題．考查了學(xué)生接受新知識(shí)、運(yùn)用新知識(shí)的能力．符合中考的動(dòng)向．