Question

如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度及合外力的变化情况是怎样的？

Answer 1

答案：略
解析：

速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系，当二者同向速度变大，当二者反向时速度变小；而加速度是由合外力决定的，所以，对小球进行受力分析成为解答此题的关键．小球接触弹簧上端后受两个力作用：向下的重力和向上的弹力． 在接触后的前一阶段，重力大于弹力，合力向下，因弹力F=kx不断增大，所以合力不断变小，故加速度也不断减小，由于加速度与速度同向，因此速度不断变大． 当弹力逐步增大到与重力大小相等时，合外力为零，加速度为零，速度达到最大．(注意此位置叫平衡位置，是两个阶段的转折点．) 后一阶段，即小球达到上述平衡位置之后，由于惯性仍继续向下运动，但弹力大于重力，合力向上，且逐渐变大，因而加速度逐渐变大，方向向上，小球做减速运动，因此速度逐渐减小到零，达到最低点，此时弹簧压缩量最大．(注意：小球不会停在最低点，还会向上运动，请同学们分析其运动情况．) 综上分析知，小球向下压缩弹簧的运动过程中，方向先向下后向上，大小是先变小后变大；加速度a类同的变化情况；速度v的方向始终向下，大小是先变大后变小． 在分析物体某一运动过程时，要养成一个科学的分析习惯，即：这一过程可否划分为两个或两个以上的不同小过程，中间是否存在有转折点，如本题中弹力等于重力这一位置是个转折点，以这个转折点分两个阶段来分析．