Question

【題目】如圖所示，在豎直面內固定一光滑的硬質桿ab，桿與水平面的夾角為θ。在桿的上端a處套一質量為m的圓環，圓環上系一輕彈簧，彈簧的另一端固定在與a處在同一水平線上的O點，且O、b兩點處在同一豎直線上。由靜止釋放圓環后，圓環沿桿從a運動到b，在圓環運動的整個過程中，彈簧一直處于伸長狀態，則下列說法正確的是（ ）

A.圓環的機械能保持不變

B.彈簧對圓環一直做負功

C.彈簧的彈性勢能逐漸增大

D.圓環、地球及彈簧組成的系統機械能守恒

Answer 1

【答案】D

【解析】

AB．由幾何關系可知，當環與O點的連線與桿垂直時，彈簧的長度最短，彈簧的彈性勢能最小，所以在環從a到C的過程中彈簧對環做正功，而從C到b的過程中彈簧對環做負功，所以環的機械能是變化的，故AB錯誤；

C．當環與O點的連線與桿垂直時，彈簧的長度最短，彈簧的彈性勢能最小，所以彈簧的彈性勢能先減小后增大，故C錯誤；

D．在整個的過程中只有重力和彈簧的彈力做功，圓環、地球及彈簧組成的系統機械能守恒，故D正確。