Question

如图所示，一个铁球从竖直立在地面的轻弹簧的正上方某处自由下落（即不计空气阻力的下落），接触弹簧后将弹簧压缩至最短，设在弹簧被压缩的过程中小球的速度为v，小球受到的重力和弹簧弹力的合力为F．则F的变化情况是

先变小后变大

，v的变化情况是

先变大后变小

．

Answer 1

分析：利用下列知识分析回答：
（1）在地球附近，由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力；
（2）物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力，弹性形变越大，弹力越大；
（3）物体受非平衡力作用时，其运动状态会发生变化，体现在速度大小及方向的变化．

解答：解：（1）当铁小球接触弹簧后，受到的力为重力G和弹力F_弹，重力G不变，随着铁球的下落，弹簧被压缩，弹力F_弹变大，合力F=G-F_弹，合力在变小；当弹力F_弹增大到重力G时，合力为0；然后，铁球继续下落，弹力继续增大，合力F=F_弹-G，合力在增大；所以合力F先变小后变大；
（2）当弹力小于重力时（即铁球接触弹簧的前一段时间），合力的方向竖直向下，铁球受竖直向下的非平衡力作用，运动状态在变化，即速度v变大；后来，当弹力大于重力时（即铁球接触弹簧的后一段时间），铁球受到竖直向上的合力作用，其速度减小；所以速度v先变大后变小；
故答案为：先变小后变大；先变大后变小．

点评：明确物体的受力情况，以及在不同受力情况下所处的运动状态是解答此题的关键；还要深刻理解力与运动状态之间的关系．