Question

如圖所示，與地面傾角為30⁰的固定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(zhǎng)h時(shí)，讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始沿桿滑下，滑到桿的底端時(shí)速度恰好為零．若以地面為參考面，則在圓環(huán)下滑過(guò)程中（　�。�

A、圓環(huán)的機(jī)械能保持為mgh

B、彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小

C、彈簧彈力做的功為mgh

D、彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，圓環(huán)的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和最小

Answer 1

分析：分析圓環(huán)沿桿下滑的過(guò)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、彈簧彈力對(duì)圓環(huán)做功，圓環(huán)機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；
B、彈簧的彈性勢(shì)能隨彈簧的形變量的變化而變化，由圖知彈簧先縮短后再恢復(fù)原長(zhǎng)最后伸長(zhǎng)，故彈簧的彈性勢(shì)能先增大再減小后增大才對(duì)，故B錯(cuò)誤；
C、整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能減小mgh，故彈性勢(shì)能增加mgh，故彈簧彈力做的功為-mgh，故C錯(cuò)誤；
D、整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，圓環(huán)的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和最小，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行受力、運(yùn)動(dòng)、做功分析，是解決問(wèn)題的根本方法．這是一道考查系統(tǒng)機(jī)械能守恒的好題．