Question

4．轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，在此过程中（　　）

• A． 物块P的机械能减小
• B． 当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大
• C． 任意时刻P、Q两物体的速度大小都满足v_P＜v_Q
• D． 任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等

Answer 1

分析 通过绳子拉力对Q物体的做功情况，判断物块Q机械能的变化，从而得出何时机械能最大．将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于P的速度．结合平行四边形定则求出P、Q速度的关系．

解答 解：A、物块P向下运动时，绳子的拉力对P做负功，则P的机械能减少，故A正确．
B、除重力以外其它力做的功等于物体机械能的增量，物块Q上升到与滑轮等高前，拉力对Q做正功，Q的机械能增加．物块Q上升到与滑轮等高后，拉力对Q做负功，机械能减小．所以Q上升到与滑轮等高时，机械能最大．故B正确．
C、将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，如图所示，在沿绳子方向的分速度等于P的速度．轻绳与杆的夹角为θ时，由速度的分解有：v_P=v_Qcosθ，cosθ＜1，则得 v_P＜v_Q．故C正确．
D、P先向下做加速运动，处于失重状态，则绳的拉力大小小于P的重力大小，即Q受到的拉力大小小于P的重力大小，故D错误．
故选：ABC

点评 解决本题的关键会对速度进行分解，同时掌握功能关系的应用，知道除重力以外其它力做功等于机械能的增量，并能灵活运用．