Question

如图所示，固定在倾斜面光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h，让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零，则在圆环下滑过程中（  ）

A．圆环和地球组成的系统机械能守恒

B．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大

C．弹簧的最大弹性势能为mgh

D．弹簧转过角时，圆环的动能为

Answer

D

【解析】

试题分析：圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力做功；所以圆环、弹簧和地球组成的系统机械能守恒，由于弹簧的弹性势能发生变化，则圆环与地球组成的系统机械能不守恒，故A错误；从当弹簧垂直于光滑杆到．弹簧转过60°角这个过程中，重力和弹簧的弹力与速度方向的夹角都是锐角，合力是动力，也就是圆环还在做加速运动，所以当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能不是最大，最大动能应该是在弹簧转过角度大于60°的某个位置，大小为，故B错误、D正确；当弹簧的最大弹性势能时，重力势能全部转化弹性势能，所以弹簧的最大弹性势能为mgh，故C错误。

考点：机械能守恒定律；弹性势能．

【名师点睛】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．分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，只有重力弹簧的拉力做功，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．