Question

11．將一質(zhì)量不計(jì)的橡皮筋一端固定在圖中O點(diǎn)，另一端與穿過(guò)輕桿的可視為質(zhì)點(diǎn)的物體相連接，現(xiàn)將物體由圖中的位置無(wú)初速度釋放，當(dāng)物體下落的高度為h時(shí)，橡皮筋到達(dá)圖中虛線位置，且此時(shí)物體的速度剛好減為零，已知整個(gè)過(guò)程中橡皮筋的總長(zhǎng)度比原長(zhǎng)要大，物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g，物體與輕桿之間的摩擦力可忽略不計(jì)．則（　　）

• A． 當(dāng)橡皮筋與輕桿垂直時(shí)物體的動(dòng)能最大
• B． 當(dāng)橡皮筋與輕桿垂直時(shí)物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能的和最大
• C． 當(dāng)物體的速度為零時(shí)，橡皮筋儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能小于mgh
• D． 當(dāng)物體的速度為零時(shí)，橡皮筋儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能等于mgh

Answer 1

分析 分析物體沿桿下滑的過(guò)程的受力和做功情況，只有重力和橡皮筋的拉力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；沿桿方向合力為零的時(shí)刻，物體的速度最大．由牛頓第二定律和系統(tǒng)的機(jī)械能守恒時(shí)進(jìn)行分析．

解答 解：A、當(dāng)物體沿桿的加速度為零、合力時(shí)，其速度最大，動(dòng)能最大，此時(shí)橡皮筋與桿成銳角，給物體一個(gè)斜向左上方的拉力，故A錯(cuò)誤．
B、當(dāng)橡皮筋與輕桿垂直時(shí)，橡皮筋的伸長(zhǎng)量最小，彈性勢(shì)能最小，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可知，物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能的和最大，故B正確．
CD、當(dāng)物體的速度為零時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：橡皮筋彈性勢(shì)能的增加量為△E_p=mgh，由于開始時(shí)橡皮筋有彈性勢(shì)能，所以橡皮筋儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能大于mgh，故CD錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行受力情況、運(yùn)動(dòng)情況、做功情況分析，是解決問(wèn)題的根本方法．要注意對(duì)于物體來(lái)說(shuō)機(jī)械能并不守恒，但對(duì)物體和橡皮筋組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象，系統(tǒng)的機(jī)械能是守恒的．