题目内容

13.如图所示,固定的光滑竖直杆上套有一质量为m的圆环,圆环与水平放置的轻质弹簧相连,弹簧另一端固定在墙壁上的A点,图中弹簧水平时恰好处于原长状态.现让让圆环从图示位置(距地面高度为h)由静止沿杆滑下,滑到杆的底端B时速度恰好为零.则在圆环下滑至底端的过程中(  )
A.圆环所受合力做功为零
B.弹簧恢复原长时,圆环的速度最大
C.弹簧的弹性势能和圆环的动能之和一直增大
D.弹簧的弹性势能和圆环的动能之和先减小后增大

分析 分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况,只有重力和弹簧的拉力做功,所以圆环机械能不守恒,系统的机械能守恒;根据系统的机械能守恒进行分析.

解答 解:A、对于圆环,在整个过程中动能的变化量为零,根据动能定理可知圆环所受的合力做功为零,故A正确.
B、对于圆环和弹簧组成的系统而言,只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,并且只有回到原位置时弹簧才能恢复原长,故弹簧恢复原长时,圆环的速度为零,故B错误;
CD、根据系统的机械能守恒知,弹簧的弹性势能、圆环的重力势能和动能之和保持不变,由于重力势能一直减小,故弹簧的弹性势能和圆环的动能之和一直增大,故C正确;D错误.
故选:AC.

点评 解决本题的关键是掌握功与能的关系和机械能守恒的条件,明确合力功与动能变化有关,只有重力和弹力做功时系统的机械能守恒,但对圆环机械能不守恒.

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