Question

如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長h．讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時(shí)速度為零．則在圓環(huán)下滑過程中（　　）

A．圓環(huán)機(jī)械能不守恒

B．彈簧的彈性勢能先減小后增大

C．彈簧的彈性勢能變化了mgh

D．彈簧的彈性勢能最大時(shí)圓環(huán)動能最大

Answer 1

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(jī)械能不守恒，但是系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；沿桿方向合力為零的時(shí)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(gè)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(jī)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(jī)械能守恒，故A選項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤．
C、根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，圓環(huán)的機(jī)械能減少了mgh，那么彈簧的機(jī)械能即彈性勢能增大mgh．故C選項(xiàng)正確．
D、根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧彈性勢能最大時(shí)圓環(huán)的速度等于零，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．
故選A、C

點(diǎn)評：對物理過程進(jìn)行受力、運(yùn)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(jī)械能守恒的基礎(chǔ)好題．