Question

如圖所示，在水平面上放置著一個密閉絕熱的容器，容器內(nèi)部有一個一定質(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，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，此時彈簧的彈性勢能為E_p（彈簧處于自然長度時彈性勢能為零），現(xiàn)在繩突然斷開，則下列說法中正確的是（ ）
A．由于能量的轉(zhuǎn)化與守恒，活塞將不停地振動起來
B．容器內(nèi)氣體的溫度將趨于一個定值
C．活塞最終會停留在比原來較高的位置上
D．活塞最終會停下來，E_p全部轉(zhuǎn)化為其它能量

Answer 1

【答案】分析：當活塞最后靜止時彈簧的彈力等于物體的重力，彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，仍儲存一些彈性勢能，整個過程中活塞高度增大，故重力勢能增大即一部分彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能，在運動過程中克服空氣阻力做功故一部分彈性勢能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能．
解答：解：由于開始彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧中儲存了一定的彈性勢能，在繩子斷開后活塞由于受到彈力大于活塞的重力故活塞向上運動，到達最高點后再向下運動，如此反復；在此過程中彈簧的部分彈性勢能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，活塞與彈簧的機械能不斷減小，最終活塞將靜止，當活塞最后靜止時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；在活塞運動過程中對活塞做功的有重力，彈簧的彈力和空氣的阻力．當彈簧最后靜止時彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，但彈簧的形變量減小故彈簧儲存的彈性勢能減小；由于活塞的高度增大，故活塞的重力勢能增大，在活塞運動的過程中空氣的阻力始終做負功，產(chǎn)生內(nèi)能，故減少的彈性勢能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢能，一部分轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能．故AD錯誤，BC正確．
故選BC．
點評：通過受力分析確定所受的各個力，以及物體的初末狀態(tài)和物體運動過程，從而確定不同力的做功情況以及能量的轉(zhuǎn)化是解決此類題目的解題思路．