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与探究：让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，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；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示．已知该轻质橡皮筋每受到0.2N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=0.6m，hc=0.9m．（不计空气阻力）

（1）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”）；

（2）实验中所用小球的重力为___________N．

Answer 1

【答案】0 非平衡 4

【解析】

（1）根据题意知道，在小球下落中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋力由小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为零，速度达到最大；当弹力大于重力后减速下落，此时由于弹力大于重力，合力向上，小球受力不平衡，处于非平衡状态，当小球速度减小为0时，橡皮筋伸长量最大；

（2）由图知道，在hb 处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为hb -ha=0.6m-0.4m =0.2m，橡皮筋每受到0.2N的拉力就伸长1cm，则弹力为F=×0.2N=4N；所以小球的重力为4N。