Question

13．一竖直弹簧下端固定于水平 地面上，小球从弹簧的正上方高 为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示． 分析小球从接触弹簧到弹簧压缩到最短的过程中弹簧的弹性势能与小球 动能的变化情况．

Answer 1

分析 物块接触弹簧后受到重力和弹簧的弹力，分析合力与速度方向的关系，根据牛顿第二定律分析加速度的变化中，确定物块的运动情况；根据形变量判断弹性势能的变化情况．

解答 解：物块与弹簧接触开始到弹簧压缩到最大的过程中，弹簧的弹力先小于重力，后大于重力，随着物块向下运动，弹力逐渐增大，合力先减小后增大，根据牛顿第二定律得知，加速度先减小后增大；物块所受合力方向先竖直向下后竖直向上，物块先做加速运动后减速运动，即速度先增大后减小，故小球动能先增大后减小；
因为物块与弹簧接触开始到弹簧压缩到最大的过程中，弹簧的形变量一直增大，故弹性势能一直增大．
答：小球从接触弹簧到弹簧压缩到最短的过程中，小球动能先增大后减小；弹性势能一直增大．

点评 本题考查了判断小球速度与加速度随时间变化关系，知道小球的受力情况、应用牛顿第二定律即可正确解题．注意弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关．