Question

【题目】小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验（不考虑空气阻力）。让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方的P点由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。

(1)小球从a点运动到c点的过程中，小球下落速度的变化情况是______（填字母）。

A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．先变大后不变

(2)当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为______（选填“va”、“vb”或“0”），此时小球处于______状态（选填“平衡”或“非平衡”）；

(3)已知该橡皮筋每受到0.3N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。则实验中所用小球的重力为______N。

Answer 1

【答案】C 0 非平衡 3

【解析】

(1)[1]由图丙知，小球从a点运动到c点的过程中，小球下落速度的变化情况是先变大后变小，故选C。

(2)[2][3]由图甲和乙可知，在c点橡皮筋的伸长量最大，由图丙可知在c点时小球的速度为0；由图丙可知在b点时，小球停止加速，速度达到最大值，下一时刻小球将开始减速，经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力，而在c点时由于橡皮筋的伸长量比b点大，所以此时橡皮筋对小球的拉力大于小球的重力，此时小球处于非平衡状态。

(3)[4]由图甲和乙可知，小球从P点下落到a后橡皮筋才有拉力，所以在a点橡皮筋处于自然伸长最大值，下一刻橡皮筋将产生拉力；由图丙可知在b点时，小球停止加速，速度达到最大值，下一时刻小球将开始减速，经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力，此时橡皮筋的伸长量为

Δl=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m=10cm

所受橡皮筋的拉力为

Fb=0.3N/cm×10cm=3N

即小球的重力为

G= Fb=3N