Question

4．如图1所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置．开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO=OB），释放小球，研究小球在在水平方向上的受力和运动情况，请在图2中粗略画出小球从A运动以B过程中，小球受到弹力的大小F与小球离开A点距离X的关系图．

Answer 1

分析 弹簧的弹性势能的大小与弹簧的形变程度有关，形变越大，弹性势能越大，弹性势能越大，产生的弹力越大，据此进行分析．

解答 解：
（1）小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时弹簧的弹性势能减小，小球受到的弹力减小；
（2）小球运动到O时，弹簧恢复原状弹性势能为0，小球受到的弹力为0；
（3）小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时弹簧的弹性势能增大，小球受到的弹力增大；
小球受到弹力的大小F与小球离开A点距离X的关系，如图所示：

点评 此题考查学生对于影响弹性势能大小的影响、物体运动中受力的分析和理解，能判断出弹簧弹性势能在小球运动过程中的变化是解题的关键．