Question

小球从高处下落到竖直放置的弹簧上（如图甲，弹簧质量可不计），在刚接触弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s．在弹簧被压缩（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．已知该弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，并且弹簧的形变始终是弹性形变．

（1）在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度变化情况是______，发生形变的弹簧因此而具有______能．
（2）小球在速度最大时受到的弹力与重力是一对______，小球受到的重力为______N（不考虑空气阻力）．
（3）弹簧的最大压缩量是______m，这时的小球所受弹簧弹力是______N．

Answer

1、由图象可知，小球速度先变大，后变小．弹簧发生形变从而具有弹性势能．
2、在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力．
3、由图象坐标可直接求得弹簧的压缩量与弹力．
【解析】
（1）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．在小球向下运动的过程中，
弹簧发生形变，弹簧由于形变而具有弹性势能．
（2）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=0.2N/cm×5cm=1N．
（3）由图可知，当小球速度为零时，弹簧的压缩量最大为L=40.7cm=0.407m，此时小球所受弹簧的弹力F弹=0.2N/cm×40.7cm=8.14N．
故答案为：（1）先变大后变小  弹性势．（2）平衡力   1．（3）0.407   8.14．