Question

4．如图1所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上，在弹簧正上方O点释放一个重为G的金属小球，下落到A点时与弹簧接触并压缩弹簧至B点，随即被弹簧竖直弹出（整个过程弹簧在弹性范围内）．请在坐标中画出小球从O点下落直至B点的过程中，其所受合力的大小随运动距离变化的大致关系图象．（不计空气阻力）

Answer 1

分析 将小球从O点下落直至B点的过程分成两段，对小球分别进行受力分析，根据同一直线上两个力的合成方法解题．
同一直线上的两个力合成方法：
两个力方向相同，合力大小等于分力大小之和，方向与分力方向相同．
两个力的方向相反，合力的大小等于较大的力与较小力的大小之差，合力方向与较大的力的方向相同．

解答 解：将小球从O点下落直至B点的过程分成两段：
一段是从O点到A点，在此阶段，不计空气阻力，小球所受合力等于重力，方向竖直向下；
一段从A点到B点，在此阶段，不计空气阻力，小球受到竖直向下的重力、竖直向上的弹力的作用，其所受重力始终不变，但所受弹力逐渐增大，此阶段又可以分成三段，一段是重力大于弹力，合力方向竖直向下；一段是重力等于弹力，此时合力为0；一段是弹力大于重力，合力方向竖直向上，据此可画出其所受合力的大小随运动距离变化的大致关系图象，如图所示：

点评 此题考查与与图象的结合，关键是采取分割思想，将小球从O点下落直至B点的过程分成两段，对小球分别进行受力分析．