Question

15．如图甲为一轻质弹簧自然伸长时的状态，图乙为弹簧上放一个10N 的钢球静止时的状态，已知AB=8cm，BC=4cm，且弹簧的缩短量与受到的压力成正比．当钢球处于B位置时，弹簧对钢球向上的力是10N；当钢球从高处自由落下到最低点C位置时，弹簧对钢球向上的力是15N；钢球从C位置向上运动到B位置的过程中弹簧的弹性势能主要转化为动能和重力势能．

Answer 1

分析 实验室中常用弹簧测力计来测量力的大小，它的原理是在弹性限度内，弹簧的伸长与弹簧所受拉力成正比．

解答 解：（1）小球放在弹簧上处于静止状态，弹簧对小球向上的力与小球重力是一对平衡力，所以F=G=10N；
（2）由题意知，弹簧的缩短量与受到的压力成正比，
所以弹簧每压缩1cm时受力：$\frac{F}{AB}$=$\frac{10N}{8cm}$=1.25N/cm，
当小球由高处下落到C处时，弹簧被压缩△L=AC=AB+BC=8cm+4cm=12cm，
所以弹簧对球的力：
F′=1.25N/cm×△L
=1.25N/cm×12cm
=15N．
钢球从C位置向上运动到B位置的过程中，弹簧的弹性势能减小，此时小球动能增加，且重力势能增加，故弹性势能主要转化为动能和重力势能．
故答案为：10；15；动能和重力势．

点评 此题考查了弹簧测力计的用途和原理，对于原理，应该清楚：在弹性限度内，弹簧的“伸长”或缩短量与受到的拉力或弹力成正比．