题目内容

如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m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A点,弹簧处于原长h时,让圆环由静止开始沿杆滑下,滑到杆的底端时速度恰好为零.若以地面为参考面,则在圆环下滑过程中 (  )

A.圆环的机械能保持为mgh
B.弹簧的弹性势能先增大后减小
C.弹簧弹力做的功为-mgh
D.弹簧的弹性势能最大时,圆环的动能和重力势能之和最小

CD

解析试题分析: 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,圆环的机械能不能保持为mgh,故A选项错误;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才对.故B选项错误.
C、根据系统的机械能守恒,圆环的机械能减少了mgh,那么弹簧的机械能即弹性势能增大mgh.弹簧弹力做的功为-mgh,故C选项正确.D、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,根据系统机械能守恒,弹簧弹性势能最大时,圆环的动能和重力势能之和最小,故D选项正确.
考点:机械能守恒定律;弹性势能.

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