解题思路:分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况,只有重力弹簧的拉力做功,所以圆环机械能不守恒,但是系统的机械能守恒;沿杆方向合力为零的时刻,圆环的速度最大;当圆环的速度变为零时,弹簧的形变量最大,此时弹性势能最大;根据动能定理可以求出弹簧转过60°角时,圆环的动能的大小.
A、圆环沿杆滑下,滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功,即环的重力和弹簧的拉力;所以圆环的机械能不守恒,如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象,则系统的机械能守恒,故A选项错误;
B、当圆环沿杆的加速度为零时,其速度最大,动能最大,此时弹簧处于伸长状态,给圆环一个斜向上的拉力,故B错误;
C、根据功能关系可知,当圆环滑到最底端时其速度为零,重力势能全部转化为弹性势能,此时弹性势能最大,等于重力势能的减小量即为mgh,故C选项正确;
D、弹簧转过60°角时,此时弹簧仍为原长,以圆环为研究对象,利用动能定理得:mg
h
2=
1
2mv2,故D正确.
故选:CD.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律.
考点点评: 对物理过程进行受力、运动、做功分析,是解决问题的根本方法.这是一道考查系统机械能守恒的基础好题.