Question

【题目】如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是（　　）

A.弹簧与杆垂直时,小球速度最大

B.弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大

C.小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于mgh

D.小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于mgh

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值。故A错误；

B．小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；

CD．小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故C错误，D正确。