如圖所示,固定的光滑傾斜桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧上端相連,彈簧的下端固定在水平地面上的A 點,開始彈簧恰好處于原長h.現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止沿桿滑下,滑到桿的底端(未觸及地面)時速度恰好為零,已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間.則在圓環(huán)下滑的整個過程中( 。
分析:分析圓環(huán)沿桿下滑的過程的受力和做功情況,只有重力彈簧的拉力做功,所以圓環(huán)機械能不守恒,但是系統(tǒng)的機械能守恒;沿桿方向合力為零的時刻,圓環(huán)的速度最大.
解答:解:A、圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端的過程中有兩個力對圓環(huán)做功,即環(huán)的重力和彈簧的拉力;所以圓環(huán)的機械能不守恒,如果把圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)作為研究對象,則系統(tǒng)的機械能守恒,故A選項正確,
B、彈簧的彈性勢能隨彈簧的形變量的變化而變化,由圖知彈簧先縮短后再伸長,故彈簧的彈性勢能先增大再減小后增大才對.故B選項錯誤.
C、根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒,圓環(huán)的機械能減少了mgh,那么彈簧的機械能即彈性勢能增大mgh.故C選項正確.
D、由圖可知,彈簧的最大壓縮量在彈簧與桿垂直的時刻,此時的系統(tǒng)具有的能量為圓環(huán)的動能、勢能和彈簧的彈性勢能,當圓環(huán)速度減為零時,到達最底端,此時圓環(huán)的動能和勢能都為零,系統(tǒng)所有的機械能全部轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢能,此時的彈簧處于伸長狀態(tài),所以彈簧的最大伸長量要大于最大壓縮量,故D正確.
故選A、C、D.
點評:對物理過程進行受力、運動、做功分析,是解決問題的根本方法.這是一道考查系統(tǒng)機械能守恒的基礎(chǔ)好題.
練習冊系列答案
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(1)若使繩子在如圖位置靜止,在A端施加的豎直向下的拉力F1多大?
(2)若給繩一個初速度v0=2m/s,同時給A端豎直向下的力F2,為保持A端在一段時間內(nèi)豎直向下勻速運動,則力F2與時間t之間滿足什么關(guān)系?
(3)若給繩一個初速度v0=2m/s,為使繩能夠從圓柱體右側(cè)滑落,在A端施加的豎直向下的拉力至少做多少功?

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(2)滑塊運動的最大速度.

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(2)求物塊在傳送帶上第一次往返所用的時間.

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