问题 选择题

如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球,小球与一轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,已知杆与水平面之间的夹角θ<45°,当小球位于B点时,弹簧与杆垂直,此时弹簧处于原长.现让小球自C点由静止释放,在小球滑到杆底端的整个过程中,关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能,下列说法正确的是(  )

A.小球的动能与重力势能之和保持不变

B.小球的动能与重力势能之和先增大后减少

C.小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变

D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变

答案

A、小球沿杆下滑的过程的受重力、杆的弹力和弹簧的拉力,重力和弹簧的拉力做功,所以小球机械能不守恒,故A错误.

B、根据除了重力之外的力做功量度机械能守恒得

小球自C点由静止释放到B的过程中弹簧的拉力做正功,所以小球的机械能增大,从B点向下,弹簧的拉力与速度方向成钝角,做负功,小球的机械能减小,故B正确.

C、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,而小球的重力势能减小,所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和增大,故C错误.

D、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,而小球的动能在变化,所以小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和也在变化,故D错误.

故选B.

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