Question

如圖所示，在固定傾斜光滑桿上套有一個質量為m的圓環(huán)，桿與水平方向的夾角α＝30°，圓環(huán)與豎直放置的輕質彈簧上端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h。讓圓環(huán)沿桿由靜止滑下，滑到桿的底端時速度恰為零。則在圓環(huán)下滑過程中

A．圓環(huán)和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒

B．當彈簧垂直于光滑桿時圓環(huán)的動能最大

C．彈簧的最大彈性勢能為mgh

D．彈簧轉過60°角時，圓環(huán)的動能為

Answer 1

CD

【解析】

試題分析：圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端的過程中有兩個力對圓環(huán)做功，即環(huán)的重力和彈簧的拉力做功；所以圓環(huán)、彈簧和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒，由于彈簧的彈性勢能發(fā)生變化，則圓環(huán)與地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故A錯誤；從當彈簧垂直于光滑桿到．彈簧轉過60°角這個過程中，重力和彈簧的彈力與速度方向的夾角都是銳角，合力是動力，也就是圓環(huán)還在做加速運動，所以當彈簧垂直于光滑桿時圓環(huán)的動能不是最大，最大動能應該是在彈簧轉過角度大于60°的某個位置，大小為，故B錯誤、D正確；當彈簧的最大彈性勢能時，重力勢能全部轉化彈性勢能，所以彈簧的最大彈性勢能為mgh，故C正確。

考點：機械能守恒定律