题目内容

11.如图所示,一质量为m的小球套在光滑竖直杆上,轻质弹簧一端固定于O点,另一端与该小球相连,现将小球从A点由静止释放,沿竖直杆运动到B点,已知OA长度小于OB长度,弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等.关于小球从A运动到B的过程,下列说法正确的是(  )
A.小球机械能守恒
B.弹簧弹力对小球先做正功再做负功
C.加速度等于重力加速度g的位置只有一个
D.弹簧弹力的功率为零的位置有三个

分析 弹力为0时或弹力方向与杆垂直时物体加速度为g,且弹力功率为0.因A,B弹力大小相等则弹性势能相等.据此分析各选项.

解答 解:A、在小球运动的过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,小球的机械能是不守恒的,故A错误;
B、在小球运动的过程中,开始时弹簧处于原长状态,力的方向与运动方向夹角大于90°,故弹力做负功;B错误;
C、在运动过程中A点为压缩状态,B点为伸长状态,则由A到B有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直,加速度为g;当弹簧与杆垂直时小球加速度为g.则两处
加速度为g.故C错误;
D、A处速度为零,弹力功率为零;下滑过程弹簧弹力与杆子垂直,弹力功率为零;当原长时弹力为零,功率为零,故弹力功率为0共有3处,故D正确;
故选:D.

点评 考查弹簧弹力做功的内容,明确功与功率和力与速度方向夹角有关,会由能量的变化分析功的正负.

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