问题详情:
劲度系数为k的轻质*簧,一端系在竖直放置、半径为R的光滑圆环顶点P,另一端连接一套在圆环上且质量为m的小球.开始时小球位于A点,此时*簧处于原长且与竖直方向的夹角为45°,之后小球由静止沿圆环下滑,小球运动的最低点B时的速率为v,此时小球与圆环之间的压力恰好为零,已知重力加速度为g.下列分析正确的是( )
A.轻质*簧的原长为R
B.小球过B点时,所受的合力为
C.小球从A到B的过程中,重力势能转化为*簧的**势能
D.小球运动到B点时,*簧的**势能为mgR-mv2
【回答】
【知识点】 功能关系.E6
【*解析】 D 解析:A、由几何知识可知*簧的原长为R,A错误;B、根据向心力公式:小球过B点时,则由重力和*簧*力的合力提供小球的向心力,F合=,B错误;C、以小球和*簧组成的系统为研究对象,在小球从A到B的过程中,只有重力和*簧的*力做功,系统的机械能守恒,小球重力势能减小转化为*簧的**势能和动能.故C错误. D、根据能量的转化与守恒:mgR=mv2+EP得:EP=mgR-mv2故D正确;故选:D.
【思路点拨】从A到B的过程中,小球的机械能减小.从A到B的过程中,小球受到*簧的*力做负功,重力做正功,根据动能定理分析两个功之间的大小关系.小球过B点时,由重力和*簧*力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出*簧的*力.小球过B点时,合力与速度垂直,其功率为零.此题中小球的机械能不守恒,可以从能量转化的角度进行分析.确定功的大小,可以根据动能定理分析总功的正负来判断.
知识点:机械能守恒定律单元测试
题型:选择题