Question

【题目】如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的点，弹簧处于原长。让圆环无初速度沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中（　　）

A.圆环机械能守恒

B.弹簧的弹性势能一定先增大后减小

C.弹簧的弹性势能变化了

D.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力；所以圆环的机械能不守恒，如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故A错误；

B．弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由图知弹簧先缩短后再伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小后增大，故B错误；

C．根据系统的机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，则弹簧的机械能即弹性势能增大mgh，故C正确；

D．圆环动能最大时合外力为零，当弹簧处于拉伸状态且弹力沿杆向上的分力等于重力沿杆向下的分力时圆环动能最大，故D错误。

故选C。