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11. 弹簧砸壳器如图11.3 - 4所示，使用方法：先把核桃放在托盘的凹槽上，罩上弹簧后，一只手按住弹簧的底部，另一只手拉起弹簧，当拉弹簧的手松手后，弹簧上端的重锤在弹簧的作用下，把核桃击碎。请你用学过的物理知识回答下列问题：
（1）弹簧在恢复到原状的过程中弹性势能如何变化？
（2）在拉弹簧的过程中为什么手会感觉疼？
（1）弹簧在恢复到原状的过程中弹性势能如何变化？
（2）在拉弹簧的过程中为什么手会感觉疼？
答案
11. （1）弹簧在恢复到原状的过程中，伸长量变短，重锤的动能增大，弹性势能转化为动能，弹性势能不断减小。
（2）弹簧被拉伸过程中，弹性势能不断变大，弹力也不断变大，力的作用是相互的，手受到弹簧的拉力不断变大，因而手会感觉疼。
（2）弹簧被拉伸过程中，弹性势能不断变大，弹力也不断变大，力的作用是相互的，手受到弹簧的拉力不断变大，因而手会感觉疼。
解析
【分析】
对于问题（1），先回忆弹性势能的影响因素：弹性势能大小与弹性形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大。弹簧恢复原状时，弹性形变程度逐渐减小，因此弹性势能会减小，同时该过程中弹性势能会转化为重锤的动能。
对于问题（2），从力的相互性和弹力变化角度思考：拉弹簧时，手对弹簧施加拉力，根据力的作用是相互的，弹簧会对手施加反作用力；随着弹簧被拉长，形变程度变大，弹簧的弹力也会变大，手受到的拉力随之增大，所以手会感觉疼。
【解析】
（1）弹簧在恢复到原状的过程中，其伸长量变短，弹性形变的程度逐渐减小，根据弹性势能与弹性形变的关系，弹性势能不断减小，同时弹性势能转化为重锤的动能。
（2）在拉弹簧的过程中，手对弹簧施加拉力，根据力的作用是相互的，弹簧会对手施加一个大小相等的反作用力；随着弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹簧的弹力不断增大，手受到的拉力也不断变大，因此手会感觉疼。
【答案】
（1）弹簧在恢复原状的过程中弹性势能不断减小，弹性势能转化为重锤的动能。
（2）因为力的作用是相互的，拉弹簧时手对弹簧施力，弹簧对手也施加拉力；且弹簧伸长量越大，弹力越大，手受到的拉力越大，所以手会感觉疼。
【知识点】
弹性势能的影响因素、力的作用是相互的
【点评】
本题结合生活中的弹簧砸壳器实例，考查了弹性势能和力的相互性的相关知识，注重物理知识与生活实际的联系，引导学生用物理视角分析生活现象。
【难度系数】
0.8
对于问题（1），先回忆弹性势能的影响因素：弹性势能大小与弹性形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大。弹簧恢复原状时，弹性形变程度逐渐减小，因此弹性势能会减小，同时该过程中弹性势能会转化为重锤的动能。
对于问题（2），从力的相互性和弹力变化角度思考：拉弹簧时，手对弹簧施加拉力，根据力的作用是相互的，弹簧会对手施加反作用力；随着弹簧被拉长，形变程度变大，弹簧的弹力也会变大，手受到的拉力随之增大，所以手会感觉疼。
【解析】
（1）弹簧在恢复到原状的过程中，其伸长量变短，弹性形变的程度逐渐减小，根据弹性势能与弹性形变的关系，弹性势能不断减小，同时弹性势能转化为重锤的动能。
（2）在拉弹簧的过程中，手对弹簧施加拉力，根据力的作用是相互的，弹簧会对手施加一个大小相等的反作用力；随着弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹簧的弹力不断增大，手受到的拉力也不断变大，因此手会感觉疼。
【答案】
（1）弹簧在恢复原状的过程中弹性势能不断减小，弹性势能转化为重锤的动能。
（2）因为力的作用是相互的，拉弹簧时手对弹簧施力，弹簧对手也施加拉力；且弹簧伸长量越大，弹力越大，手受到的拉力越大，所以手会感觉疼。
【知识点】
弹性势能的影响因素、力的作用是相互的
【点评】
本题结合生活中的弹簧砸壳器实例，考查了弹性势能和力的相互性的相关知识，注重物理知识与生活实际的联系，引导学生用物理视角分析生活现象。
【难度系数】
0.8
12. 如图11.3 - 5所示，货架上放着A、B、C三个体积相同的实心球，其中A和B为铁球，C为铝球，那么A和B两球相比较，
A
球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领更大的是B
球。已知ρ₍铁₎＞ρ₍铝₎。答案
12. A B
解析
【分析】
要解决这道题，我们分两步思考：
1. 比较A和B的重力势能：A、B都是铁球，密度相同且体积相同，根据$m=\rho V$可知二者质量相等。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时，高度越高，重力势能越大，A的高度比B高，所以A的重力势能更大。
2. 比较B和C的做功本领：做功本领的大小由重力势能大小决定，重力势能越大，做功本领越强。B、C体积相同，$\rho_{铁}＞\rho_{铝}$，根据$m=\rho V$可知B的质量大于C的质量，二者高度相同，质量越大重力势能越大，所以B的重力势能更大，做功本领更强。
【解析】
1. 比较A、B的重力势能：
已知A、B为铁球，$\rho_{A}=\rho_{B}$，$V_{A}=V_{B}$，由$m=\rho V$可得$m_{A}=m_{B}$。
重力势能与质量和高度有关，质量相同时，高度越高重力势能越大，由图知$h_{A}＞h_{B}$，因此A球的重力势能大。
2. 比较B、C的做功本领：
已知$V_{B}=V_{C}$，$\rho_{铁}＞\rho_{铝}$，由$m=\rho V$可得$m_{B}＞m_{C}$。
B、C高度相同，质量越大重力势能越大，故$E_{pB}＞E_{pC}$，重力势能越大做功本领越强，所以做功本领更大的是B球。
【答案】
A；B
【知识点】
重力势能影响因素，密度与质量关系
【点评】
本题结合密度公式与重力势能的影响因素综合考查，需明确重力势能与质量、高度的关系，理解重力势能大小对应做功本领的强弱，是基础综合类题目。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，我们分两步思考：
1. 比较A和B的重力势能：A、B都是铁球，密度相同且体积相同，根据$m=\rho V$可知二者质量相等。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时，高度越高，重力势能越大，A的高度比B高，所以A的重力势能更大。
2. 比较B和C的做功本领：做功本领的大小由重力势能大小决定，重力势能越大，做功本领越强。B、C体积相同，$\rho_{铁}＞\rho_{铝}$，根据$m=\rho V$可知B的质量大于C的质量，二者高度相同，质量越大重力势能越大，所以B的重力势能更大，做功本领更强。
【解析】
1. 比较A、B的重力势能：
已知A、B为铁球，$\rho_{A}=\rho_{B}$，$V_{A}=V_{B}$，由$m=\rho V$可得$m_{A}=m_{B}$。
重力势能与质量和高度有关，质量相同时，高度越高重力势能越大，由图知$h_{A}＞h_{B}$，因此A球的重力势能大。
2. 比较B、C的做功本领：
已知$V_{B}=V_{C}$，$\rho_{铁}＞\rho_{铝}$，由$m=\rho V$可得$m_{B}＞m_{C}$。
B、C高度相同，质量越大重力势能越大，故$E_{pB}＞E_{pC}$，重力势能越大做功本领越强，所以做功本领更大的是B球。
【答案】
A；B
【知识点】
重力势能影响因素，密度与质量关系
【点评】
本题结合密度公式与重力势能的影响因素综合考查，需明确重力势能与质量、高度的关系，理解重力势能大小对应做功本领的强弱，是基础综合类题目。
【难度系数】
0.7
