题目内容

20.如图,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m圆环,圆环与一轻质水平状态的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上O点,且处于原长.现让圆环从A点由静止开始下滑,滑到O点正下方B点时速度为零.则在圆环下滑过程中(  )
A.圆环机械能守恒
B.弹簧的弹性势能先增大再减小,再增大
C.弹簧再次恢复到原长时圆环的速度最大
D.与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处

分析 分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况,有重力和弹簧的拉力做功,所以圆环机械能不守恒,但是系统的机械能守恒;沿杆方向合力为零的时刻,圆环的速度最大.

解答 解:A、对圆环,弹力的弹力对其做功,故圆环的机械能不守恒,故A错误;
B、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,故B正确;
C、沿杆方向合力为零的时刻,圆环的速度最大,故弹簧再次恢复到原长时圆环的速度不是最大,故C错误;
D、圆环在A点的合力为mgsinθ,故弹簧恢复原长时、以及弹簧与杆垂直时合力均为mgsinθ,故与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处,故D正确;
故选:BD

点评 对物理过程进行受力、运动、做功分析,是解决问题的根本方法.这是一道考查系统机械能守恒的基础好题.

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