题目内容
【题目】如图,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中
A.圆环的机械能守恒
B.弹簧弹性势能变化了2mgL
C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先变小后变大
【答案】D
【解析】
试题分析:圆环沿杆滑下过程中,弹簧的拉力对圆环做功,圆环的机械能不守恒,故A错误;图中弹簧水平时恰好处于原长状态,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L,可得物体下降的高度为,根据系统的机械能守恒得:弹簧的弹性势能增大量为,故B错误;圆环所受合力为零,速度最大,此后圆环继续向下运动,则弹簧的弹力增大,圆环下滑到最大距离时,所受合力不为零,故C错误;根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,圆环的动能先增大后减小,则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大,故D正确;
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