如圖所示,固定的光滑傾斜桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧上端相連,彈簧的下端固定在水平地面上的A 點(diǎn),開始彈簧恰好處于原長h.現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止沿桿滑下,滑到桿的底端(未觸及地面)時(shí)速度恰好為零,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間.則在圓環(huán)下滑的整個過程中( 。
分析:分析圓環(huán)沿桿下滑的過程的受力和做功情況,只有重力彈簧的拉力做功,所以圓環(huán)機(jī)械能不守恒,但是系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;沿桿方向合力為零的時(shí)刻,圓環(huán)的速度最大.
解答:解:A、圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端的過程中有兩個力對圓環(huán)做功,即環(huán)的重力和彈簧的拉力;所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒,如果把圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)作為研究對象,則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故A選項(xiàng)正確,
B、彈簧的彈性勢能隨彈簧的形變量的變化而變化,由圖知彈簧先縮短后再伸長,故彈簧的彈性勢能先增大再減小后增大才對.故B選項(xiàng)錯誤.
C、根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,圓環(huán)的機(jī)械能減少了mgh,那么彈簧的機(jī)械能即彈性勢能增大mgh.故C選項(xiàng)正確.
D、由圖可知,彈簧的最大壓縮量在彈簧與桿垂直的時(shí)刻,此時(shí)的系統(tǒng)具有的能量為圓環(huán)的動能、勢能和彈簧的彈性勢能,當(dāng)圓環(huán)速度減為零時(shí),到達(dá)最底端,此時(shí)圓環(huán)的動能和勢能都為零,系統(tǒng)所有的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢能,此時(shí)的彈簧處于伸長狀態(tài),所以彈簧的最大伸長量要大于最大壓縮量,故D正確.
故選A、C、D.
點(diǎn)評:對物理過程進(jìn)行受力、運(yùn)動、做功分析,是解決問題的根本方法.這是一道考查系統(tǒng)機(jī)械能守恒的基礎(chǔ)好題.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,固定的光滑斜面上,重力為G的物體在一水平推力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài).若斜面的傾角為θ,則( 。

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如圖所示,固定的光滑圓柱體半徑R=
1π
(m),勻質(zhì)柔軟繩長度L=3m,質(zhì)量m=0.9kg,搭放在圓柱體上,繩子右端A剛好與圓心O等高.(g=10m/s2
(1)若使繩子在如圖位置靜止,在A端施加的豎直向下的拉力F1多大?
(2)若給繩一個初速度v0=2m/s,同時(shí)給A端豎直向下的力F2,為保持A端在一段時(shí)間內(nèi)豎直向下勻速運(yùn)動,則力F2與時(shí)間t之間滿足什么關(guān)系?
(3)若給繩一個初速度v0=2m/s,為使繩能夠從圓柱體右側(cè)滑落,在A端施加的豎直向下的拉力至少做多少功?

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如圖所示,固定的光滑豎直桿上套著一個滑塊,滑塊用輕繩系著繞過光滑的定滑輪O;現(xiàn)以大小不變的拉力F拉繩,使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升,運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)速度達(dá)最大.已知:滑塊質(zhì)量為m,滑輪O到豎直桿的距離為d,∠OAO=37°、∠OCO=53°;求:
(1)拉繩的拉力F;
(2)滑塊運(yùn)動的最大速度.

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如圖所示,固定的光滑圓弧軌道ACB的半徑為0.8m,A點(diǎn)與圓心O在同一水平線上,圓弧軌道底端B點(diǎn)與圓心在同一豎直線上.C點(diǎn)離B點(diǎn)的豎直高度為0.2m.物塊從軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放,滑過B點(diǎn)后進(jìn)入足夠長的水平傳送帶,傳送帶由電動機(jī)驅(qū)動按圖示方向運(yùn)轉(zhuǎn),不計(jì)物塊通過軌道與傳送帶交接處的動能損失,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1,g取10m/s2.若物塊從A點(diǎn)下滑到傳送帶上后,又恰能返回到C點(diǎn),
(1)求傳送帶的速度.
(2)求物塊在傳送帶上第一次往返所用的時(shí)間.

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