Question

15．如圖，固定的光滑豎直長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小圓環(huán)相連，小圓環(huán)位于B點(diǎn)時(shí)彈簧為原長(zhǎng)且水平，現(xiàn)讓小圓環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零．若將小圓環(huán)從C點(diǎn)由靜止釋放，小圓環(huán)到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為v．已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，AB=BC=L，重力加速度為g．下列結(jié)論正確的是（　�。�

• A． 彈簧的勁度系數(shù)為$\frac{\sqrt{2}mg}{L}$
• B． 彈簧的勁度系數(shù)為$\frac{2mg}{（\sqrt{2}-1）^{2}L}$
• C． v=$\sqrt{2gL}$
• D． v=2$\sqrt{gL}$

Answer 1

分析 分析圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的過程中，只有重力和彈簧的拉力做功，所以圓環(huán)的機(jī)械能不守恒，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒列式求解．

解答 解：在圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的過程中，只有重力和彈簧的拉力做功，所以圓環(huán)和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
A到B的過程，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒有 $\frac{1}{2}k（\sqrt{2}L-L）^{2}$=mgL
C到B的過程，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒有 $\frac{1}{2}k（\sqrt{2}L-L）^{2}$+mgL=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
可得 k=$\frac{2mg}{（\sqrt{2}-1）^{2}L}$，v=2$\sqrt{gL}$
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是要明確系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件：只有重力和彈力做功，要注意圓環(huán)的機(jī)械能并不守恒，要分段列式研究．