小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s ．将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度△L之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变．

1. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s ．将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度△L之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变．

(1) 从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是，小球机械能的变化情况是．

(2) 实验中所用小球的质量为kg ，全过程中，弹簧中弹力的最大值为N．

(3) 如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于（填“平衡”或“非平衡”）态．

【考点】

动能的影响因素; 势能的影响因素; 机械能及其转化; 二力平衡的条件及其应用;

【答案】

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实验探究题困难

1. 小华同学研究水平掷出物体的落地点远近与哪些因素有关，他先在5米高处将物体P，以速度v₁水平掷出，落地点在甲处，如图（a）所示，接着，他又分别在5米高处以速度v₂、v₃将物体P水平掷出，落地点分别在乙、丙处，实验过程和现象如图（b）、（c）所示，然后，他又以速度v₃将物体Q（m_P<m_Q），在相同高度水平掷出，落地点在丙处，实验过程和现象如图（d）所示，请仔细观察实验现象，归纳得出初步结论。（v₁<v₂<v₃）

(1) 分析比较图（a）、（b）与（c）中落地点远近及相关条件可得：；

(2) 分析出较图（c）与（d）中落地点远近及相关条件可得：。

实验探究题普通

2. 小明利用如图所示的装置“研究动能的大小与哪些因素有关”。

(1) 实验中小球从光滑斜面上某一高处自由滚到斜面底端时（忽略空气阻力），能转化为动能。实验中小球动能的大小可通过观察的大小来判断；

(2) 利用上述装置（选填“能”或“不能”）探究重力势能跟哪些因素有关；

(3) 用丙、丁两图的的结论可以解释汽车（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大。

实验探究题普通

3. 如图甲所示，是科技兴趣小组制作的“真空炮”模型：在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处，放置一枚弹丸；管口两端各有一块可自由开合的挡板；靠近管口右端连接一抽气机，抽气一段时间后，迅速将挡板1打开，弹丸便可冲开挡板2从管右端射出；

弹丸从管口射出的出口速度与哪些因素有关呢？小明提出了如下猜想：

A：与弹丸的形状有关 B：与弹丸的质量有关 C：与与抽气时间有关

小明在塑料管壁两侧安装了多套光电传感计时器，用于测量弹丸在管中不同位置的运动速度；

请完成下列各实验步骤的填空：

(1) 抽出挡板1时，弹丸受到的动力来自其两端气体的气压差；

探究猜想A时，控制弹丸的质量和抽气时间相同，分别用球形与弹头形弹丸进行实验，测得弹丸速度大小随运动位置变化关系的图像（如图乙所示），则出口速度较大的是弹丸；

(2) 为了探究猜想B，请帮小明设计一个完整的实验步骤：

(3) 探究猜想C时，根据实验数据绘制了弹丸射出的出口速度随抽气时间变化关系的图像（如图丙所示），试解释抽气时间t₁后，弹丸射出的出口速度保持不变的原因：。

实验探究题困难