Question

【題目】如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質量為的圓環，圓環與豎直放置的輕質彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的點，彈簧處于原長。讓圓環無初速度沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零。則在圓環下滑過程中（　　）

A.圓環機械能守恒

B.彈簧的彈性勢能一定先增大后減小

C.彈簧的彈性勢能變化了

D.彈簧與光滑桿垂直時圓環動能最大

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．圓環沿桿滑下，滑到桿的底端的過程中有兩個力對圓環做功，即環的重力和彈簧的拉力；所以圓環的機械能不守恒，如果把圓環和彈簧組成的系統作為研究對象，則系統的機械能守恒，故A錯誤；

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，故B錯誤；

C．根據系統的機械能守恒，圓環的機械能減少了mgh，則彈簧的機械能即彈性勢能增大mgh，故C正確；

D．圓環動能最大時合外力為零，當彈簧處于拉伸狀態且彈力沿桿向上的分力等于重力沿桿向下的分力時圓環動能最大，故D錯誤。

故選C。