16. (★★★)物理学中,物体的速度与所受合力之间存在着密切的关系。若合力与速度方向相同,物体做加速运动;若合力与速度方向相反,物体做减速运动。如图8-21所示,将一个小球从空中某点由静止释放,落在竖直放置的轻弹簧上。小球在$A$点与弹簧刚刚接触;运动到$B$点时,重力与弹力大小相等;$C$点是弹簧被压缩的最低点。

(1)小球从$A$点运动到$B$点的过程中,弹力逐渐(填“变大”或“变小”),合力方向(填“竖直向上”或“竖直向下”),速度逐渐(填“变大”或“变小”);从$B$点运动到$C$点的过程中,弹力逐渐(填“变大”或“变小”),合力方向(填“竖直向上”或“竖直向下”),速度逐渐(填“变大”或“变小”)。
(2)小球速度最大的位置是(填字母)。
A. $A$点
B. $B$点
C. $A$点与$B$点之间的某个位置
D. $B$点与$C$点之间的某个位置

变大
竖直向下
变大
变大
竖直向上
变小
B

【分析】
我们可以分阶段对小球进行受力和运动分析：
1. 小球从A点到B点：弹簧压缩量逐渐增大，根据胡克定律判断弹力变化；此时重力大于弹力，合力方向由较大的力的方向决定，再结合合力与速度方向的关系判断运动状态。
2. 小球从B点到C点：弹簧压缩量继续增大，弹力继续变化；此时弹力大于重力，同理判断合力方向和运动状态。
3. 对于速度最大的位置：加速过程速度持续增大，减速过程速度持续减小，速度最大的位置是加速和减速的转折点，也就是重力与弹力相等的B点。
【解析】
(1) ①小球从A点运动到B点的过程中，弹簧的压缩量逐渐增大，根据胡克定律$F=kx$（$k$为弹簧劲度系数，$x$为形变量），可知弹力逐渐变大；
②此过程中重力大于弹力，重力方向竖直向下，弹力方向竖直向上，合力方向与重力方向一致，即竖直向下；
③合力方向与速度方向（竖直向下）相同，物体做加速运动，因此速度逐渐变大。
④从B点运动到C点的过程中，弹簧压缩量继续增大，弹力逐渐变大；
⑤此过程中弹力大于重力，合力方向与弹力方向一致，即竖直向上；
⑥合力方向与速度方向（竖直向下）相反，物体做减速运动，因此速度逐渐变小。
(2) 小球从A到B做加速运动，速度不断增大；从B到C做减速运动，速度不断减小，所以速度最大的位置是B点，故选B。
【答案】
(1) 变大；竖直向下；变大；变大；竖直向上；变小
(2) B
【知识点】
弹力变化规律；合力与运动状态的关系
【点评】
本题考查弹力、合力与物体运动状态的关系，关键是分阶段分析小球受力，明确合力方向与速度方向的关系对运动状态的影响，需注意B点是加速和减速的转折点。
【难度系数】
0.6