Question

12．小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从A点由静止释放，它在下降的过程中经过了B点，之后继续下降．已知A、B两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠OBA＜∠OAB＜$\frac{π}{2}$，在小球从A点运动到B点的过程中（A、B点不考虑），则（　　）

• A． 弹力对小球先做正功后做负功
• B． 弹簧弹力的功率为零的位置有两个
• C． 弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功
• D． 小球到达B点时的动能等于其在A、B两点的重力势能之差

Answer 1

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M，N弹力大小相等则弹性势能相等．据此分析各选项．

解答 解：A、由题可知，A、B两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，则在运动过程中OA为压缩状态，OB为伸长状态；小球向下运动的过程中弹簧的长度先减小后增大，则弹簧的弹性势能先增大，后减小，再增大，所以弹力对小球先做负功再做正功，最后再做负功，故A错误；
B、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B错误；
C、因A点与B点弹簧的弹力相等，所以弹簧的形变量相等，弹性势能相同，弹力对小球做的总功为零，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功，故C正确；
D、小球向下运动的过程中只有重力做正功，所以小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差，故D正确．
故选：CD．

点评 本题考查弹簧类问题中的机械能守恒，注意弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，形变量相同，则弹簧势能相同．