Question

如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端懸掛于天花板，下端系有質(zhì)量為M的圓板，處于平衡狀態(tài)．開始一質(zhì)量為m的圓環(huán)套在彈簧外，與圓板距離為h，讓環(huán)自由下落撞擊圓板，碰撞時(shí)間極短，碰后圓環(huán)與圓板共同向下運(yùn)動(dòng)．使彈簧伸長．那么（ ）
A．碰撞過程中環(huán)與板系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
B．碰撞過程中環(huán)與板的總動(dòng)能減小轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能
C．碰撞后新平衡位置與下落高度h無關(guān)
D．碰撞后環(huán)與板共同下降的過程中，它們動(dòng)能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量

Answer 1

【答案】分析：圓環(huán)與圓板碰撞過程，時(shí)間極短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，由于碰后速度相同，為完全非彈性碰撞，機(jī)械能不守恒；碰撞后環(huán)與板共同下降的過程中，環(huán)與板以及彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
解答：解：A、圓環(huán)與圓板碰撞過程，時(shí)間極短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，由于碰后速度相同，為完全非彈性碰撞，機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；
B、圓環(huán)與圓板碰撞過程，時(shí)間極短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，由于碰后速度相同，為完全非彈性碰撞，機(jī)械能不守恒，減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；
C、碰撞后平衡時(shí)，有
kx=（m+M）g
即碰撞后新平衡位置與下落高度h無關(guān)，故C正確；
D、碰撞后環(huán)與板共同下降的過程中，碰撞后環(huán)與板共同下降的過程中，它們動(dòng)能和重力勢能的減少量之和等于彈簧彈性勢能的增加量，故D錯(cuò)誤；
故選C．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是抓住碰撞過程和碰撞后下降的兩個(gè)過程，碰撞過程動(dòng)量守恒，之后環(huán)與板及彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒．