Question

【題目】如圖，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長(zhǎng)狀態(tài)。現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L（未超過(guò)彈性限度），則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中

A．圓環(huán)的機(jī)械能守恒

B．彈簧彈性勢(shì)能變化了2mgL

C．圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零

D．圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和先變小后變大

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：圓環(huán)沿桿滑下過(guò)程中，彈簧的拉力對(duì)圓環(huán)做功，圓環(huán)的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；圖中彈簧水平時(shí)恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L，可得物體下降的高度為，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：彈簧的彈性勢(shì)能增大量為，故B錯(cuò)誤；圓環(huán)所受合力為零，速度最大，此后圓環(huán)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，則彈簧的彈力增大，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力不為零，故C錯(cuò)誤；根據(jù)圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，圓環(huán)的動(dòng)能先增大后減小，則圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和先減小后增大，故D正確；