Question

13．如图所示，足够长的光滑直杆倾斜固定，杆上套有质量为m的小滑块 A，用足够长、不可伸长的轻绳将A与另一质量为2m的小物块B绕过光滑的定滑轮相连接，A位于O点，此时滑轮左侧轻绳恰好水平．现将A从O点由静止释放，B在运动过程中不触碰滑轮和直杆，则（　　）

• A． 滑块A释放瞬间，绳对A的拉力为2mg
• B． 滑块A速度最大时，物块B的速度也最大
• C． 滑轮左侧的轻绳与直杆垂直时，滑块A速度最大
• D． 滑轮左侧的轻绳与直杆垂直时，滑块A机械能最大

Answer 1

分析 对滑块A和B分析受力情况，结合加速度方向，由牛顿第二定律分析绳对A的拉力．滑块A速度最大时合力为零，此时物块B的速度不是最大．分析除重力以外的力对滑块的做功情况，由功能关系分析滑块A机械能的变化情况．

解答 解：A、滑块A释放后，B将加速下落，则A释放的瞬间，B的加速度方向向下，处于失重状态，绳对B的拉力小于B的重力2mg，滑轮两侧绳子拉力大小相等，所以绳对A的拉力也小于2mg，故A错误．
BC、滑块A速度最大时合力为零，此时滑轮左侧的轻绳与直杆成锐角向上，根据两个物体沿绳子方向的分速度相等，可知物块B的速度不是最大，故BC错误．
D、滑轮左侧的轻绳与直杆垂直前，绳子拉力对A做正功，其机械能增大．滑轮左侧的轻绳与直杆垂直后，绳子拉力对A做负功，其机械能减小，因此滑轮左侧的轻绳与直杆垂直时，滑块A机械能最大，故D正确．
故选：D

点评 加速度根据牛顿第二定律研究，机械能的变化根据除重力以外的力做功情况进行判断，都是常用的思路．