Question

10．如圖所示，固定的傾斜光滑長桿上套有一小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在天花板上，且處于原長狀態(tài)．現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧變?yōu)樨Q直（未超過彈性限度），則有（　�。�

• A． 整個下滑過程中，圓環(huán)的機械能不斷減小
• B． 整個下滑過程中，圓環(huán)的機械能先減小后增大再減小
• C． 整個下滑過程中，圓環(huán)的加速度先減小后增大
• D． 圓環(huán)下滑到最大距離時的速度為零

Answer 1

分析 分析圓環(huán)沿桿下滑的過程中受力和做功情況，重力和彈簧的拉力都對圓環(huán)做功，所以圓環(huán)機械能不守恒，但是系統(tǒng)的機械能守恒；沿桿方向合力為零的時刻，圓環(huán)的速度最大．根據(jù)牛頓第二定律分析圓環(huán)的運動情況．

解答 解：AB、整個下滑過程中，彈簧先縮短后再伸長，彈簧的彈力對圓環(huán)先做正功后做負功，故圓環(huán)的機械能先增大后減小，故A錯誤，故B正確；
C、圓環(huán)在垂直桿的方向受力平衡．沿桿的方向，有重力沿桿向下的分力和彈簧的彈力的分力，彈力的分力先沿桿向上，且不斷減小，后沿桿向上，不斷增大，合力
先減小再增大，后減小再反向增大，則先減小再增大，后減小再反向增大，故C錯誤．
D、圓環(huán)下滑到最大距離時的速度為零，否則圓環(huán)還要向下運動，故D正確；
故選：BD

點評 對物理過程進行受力分析、運動分析、做功分析，是解決問題的根本方法．分析時，要注意彈簧彈力的可變性，進行動態(tài)變化分析．