Question

如圖所示，在水平面上放置著一個(gè)密閉絕熱的容器，容器內(nèi)部有一個(gè)一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著理想氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)，置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為E_p（彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)彈性勢(shì)能為零），現(xiàn)在繩突然斷開(kāi)，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．由于能量的轉(zhuǎn)化與守恒，活塞將不停地振動(dòng)起來(lái)
B．容器內(nèi)氣體的溫度將趨于一個(gè)定值
C．活塞最終會(huì)停留在比原來(lái)較高的位置上
D．活塞最終會(huì)停下來(lái)，E_p全部轉(zhuǎn)化為其它能量

Answer 1

【答案】分析：當(dāng)活塞最后靜止時(shí)彈簧的彈力等于物體的重力，彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，仍儲(chǔ)存一些彈性勢(shì)能，整個(gè)過(guò)程中活塞高度增大，故重力勢(shì)能增大即一部分彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服空氣阻力做功故一部分彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能．
解答：解：由于開(kāi)始彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧中儲(chǔ)存了一定的彈性勢(shì)能，在繩子斷開(kāi)后活塞由于受到彈力大于活塞的重力故活塞向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后再向下運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)；在此過(guò)程中彈簧的部分彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，活塞與彈簧的機(jī)械能不斷減小，最終活塞將靜止，當(dāng)活塞最后靜止時(shí)彈簧的彈力等于物體的重力即彈簧仍處于壓縮狀態(tài)．彈簧的彈性勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能，最終氣體溫度趨于定值；在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)活塞做功的有重力，彈簧的彈力和空氣的阻力．當(dāng)彈簧最后靜止時(shí)彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，但彈簧的形變量減小故彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能減��；由于活塞的高度增大，故活塞的重力勢(shì)能增大，在活塞運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中空氣的阻力始終做負(fù)功，產(chǎn)生內(nèi)能，故減少的彈性勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能．故AD錯(cuò)誤，BC正確．
故選BC．
點(diǎn)評(píng)：通過(guò)受力分析確定所受的各個(gè)力，以及物體的初末狀態(tài)和物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而確定不同力的做功情況以及能量的轉(zhuǎn)化是解決此類(lèi)題目的解題思路．