题目内容

15.如图所示,一个小球套在固定的倾斜光滑杆上,一根轻质弹簧的一端悬挂于O点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内,将小球沿杆拉到与O点等高的位置由静止释放,小球沿杆下滑,当弹簧处于竖直时,小球速度恰好为零,若弹簧始终处于伸长且在弹性限度内,在小球下滑过程中,下列说法正确的是(  )
A.小球的机械能先增大后减小
B.弹簧的弹性势能一直增加
C.重力做功的功率一直增大
D.当弹簧与杆垂直时,小球的动能最大

分析 弹簧与杆垂直时,合外力方向沿杆向下,小球继续加速,速度没有达到最大值,运动过程中,只有重力和弹簧弹力做功,系统机械能守恒,根据机械能守恒定律分析即可求解;重力功率P=mgvy=mgvcosθ.

解答 解:AB、小球运动过程中,只有重力和弹簧弹力做功,系统机械能守恒,弹簧与杆垂直时,弹簧伸长量最短,弹性势能最小,故动能与重力势能之和最大,小球下滑至最低点,动能为零重力势能最小,故此时弹簧的弹性势能最大,故小球的机械能先增大后减小,弹簧的弹性势能先减小后增大,故B错误,A正确;
C、重力功率P=mgvy=mgvcosθ,θ不变,v先增大后减小,故功率先增大后减小,故C错误;
D、弹簧与杆垂直时,弹力方向与杆垂直,合外力方向沿杆向下,小球继续加速,速度没有达到最大值.故D错误;

故选:A

点评 本题主要考查了机械能守恒定律的直接应用,重力功率P=mgvy=mgvcosθ,要求同学们能正确分析小球的受力情况和运动情况,难度不大,属于基础题

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