小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力，g取10N/kg）
（1）让小球从某高度处由静止开始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），小球速度为5m/s．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x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0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全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由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______态（选填“平衡”或“非平衡”）．
（2）小明想进一步探究小球下落压缩弹簧时，弹簧的最大压缩量是否与小球的质量有关，请简述小明的实验方案．简要做法：______；如何判断：______．
解析：
（1）小球刚接触弹簧时，其受到的向上的弹力小于重力，合力向下，依然向下做加速运动，直到弹力与重力相等时为止，此时速度最大。在以上过程中，小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能，机械能减小。此后弹力大于重力，做减速运动，当弹簧被压缩到最大程度时(压缩0.61m)，瞬间速度为零，此时弹力最大，合力方向向上，小球将由静止向上做加速运动；
（2）由图丁看出，当速度最大时，弹簧的压缩量为0.1m,因此时重力与弹力相等，故小球重力为：
G=0.1N/cm×0.1×100cm=1N
显然小球原质量是：
m=G/g=1N/(10N/kg)=0.1kg
（3）当弹簧的弹力最大时，弹簧压缩0.61m，故此时的弹力是：
F=0.1N/cm×0.61×100cm=6.1N
（4）当小球位于最低点，速度为零，此时弹力大于重力，小球受非平衡力作用；
要探究最大压缩量也小球质量关系，根据控制变量法的实验原理，应改变小球的质量，其它不变。
答案：
（1）①先变大后变小 减小
②0.1kg 6.1N
③非平衡
（2）使用不同质量的小球，从同一高度自由释放并压缩同一根弹簧，测量其最大压缩量。若压缩量相等，则与小球质量无关；若不相同，则与小球质量有关。
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