Question

7．小球下落一段距离后，落在竖立的弹簧上，弹簧被压缩的过程中．
（1）都有哪些力对小球做功？这些力分别做什么功？
（2）上述过程中，动能如何变化？重力势能如何变化？
（3）动能与重力势能的总和守恒吗？系统的机械能守恒吗？以上过程不计空气阻力．

Answer 1

分析 （1）分析小球的受力情况，根据力与位移方向间的关系，判断做功正负．
（2）根据受力情况分析小球的运动情况，从而判断动能的变化．根据高度变化可以确认重力势能的变化．
（3）忽略空气阻力，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，根据弹性势能与弹簧形变量的关系可以判断弹性势能的变化，从而判断动能和重力势能总和的变化．

解答 解：（1）重力和弹簧的弹力对小球做功，重力做正功，弹力做负功．
（2）开始于弹簧接触时，压缩量较小，因此开始阶段，弹簧对小球向上的弹力小于向下重力，此时合外力方向向下，小球加速下降．随着压缩量的增加，弹力增大，当合外力为零时速度最大，由于惯性物体继续向下运动，此时合外力方向向上，物体减速，所以速度先增大后减小，则动能先增大后减小．
重力一直做正功，则重力势能一直减小．
（3）对于小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，由于弹性势能不断增大，所以小球的动能与重力势能的总和不断减小．
答：
（1）重力和弹簧的弹力对小球做功，重力做正功，弹力做负功．
（2）动能先增大后减小．重力势能一直减小．
（3）系统的机械能守恒，小球的动能与重力势能的总和不断减小．

点评 本题关键要能正确分析小球的运动情况，运用机械能守恒的条件进行分析，要注意小球的机械能不守恒．