Question

高一物理 力学

在水平面上固定一根竖直的弹簧，弹簧的上端为A，在其正上方距离A一定高度处的P点由静止释放一个小球，试分析小球在下列各阶段的运动情况；（忽略小球运动过程中所受到的空气阻力）
①小球从P点释放后，与A点接触之前做什么运动？
②在小球与A点接触之后最初的一小段时间内，受到几个力的作用？
写出小球的受力与加速度之间的函数关系（即牛顿第二定律方程式），并由此讨论小球的加速度是恒定的还是变化的？若是变化的，应该是变大还是变小？小球的速度在怎样变化？
③上述过程中，有没有可能出现小球的重力与弹簧大小相等的情况？若有，把该电机为B。小球到达B点后，是立即回头向上运动，还是继续向下运动，还是就静止在B点不再运动？
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Answer 1

一、与A点接触之前做自由落体运动；
二、在小球与A点接触之后最初的一小段时间内，小球受到两个力：弹簧弹力和重力，小球的受力与加速度之间的函数关系mg-F=ma（F为弹力），加速度在最初的一小段时间内是变小的（因为F在增大），小球速度是在增加的（因为有方向与速度方向相同的加速度）；
三、当小球的重力和弹力相等时（在B点），加速度为0，小球因为还有速度所以继续往下运动，（不会立即静止，或向上运动）弹力会逐渐变大，加速度方向相反，加速度由零变大，小球的速度会逐渐减小（加速度方向与速度方向相反）。最终小球在c点处到达极限不再往下运动（即小球速度为0），因为此时弹力比重力大，所以小球开始向上运动。如此不断地往返运动最终在重力和弹力相等的点即B点静止不动。

Answer 2

之前只受重力自由落体，匀加速直线运动
接触一小段受向上的弹力和向下的重力，弹力增大重力不变，合力减小加速度减小，做加速度减小的变加速直线运动，F合=ma 质量不变加速度减小 此过程中重力大于弹力 加速度向下与运动方向相同，还是加速运动
当到B点时。弹力增加到和重力相等，合力为0。速度达到最大值，继续向下运动 。
以后，弹力大于重力合力向上，加速度向上与原来运动的方向相反，做加速度增大的减速运动，直到速度为零。由于向上的加速度，向上做加速度减小的变加速运动，直到离开弹簧加速度为零，速度最大，以此速度为起始速度做，竖直上抛

Answer 3

小球只受重力自由落体，做匀加速直线运动
弹簧弹力、重力 mg-F=ma 随着小球不断下落，弹簧形变量不断增大，加速度不断变小，但仍为方向向下的，故速度在增加。F=mg时，加速度为0，速度达到最大，再向下时，F＞mg，加速度方向向上，做减速运动，但速度方向仍为向下，继续向下运动。