Question

如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O₁、O₂分别与质量均为m的小滑块P和小球Q连接。已知光滑直杆两端固定且与两定滑轮在同一竖直平面内，杆与水平面的夹角为θ，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度。设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从C点由静止释放，在其下滑过程中，下列说法正确的是

1. A.
   小滑块P的动能先增加后减小
2. B.
   小滑块P的机械能先减小后增加
3. C.
   小球Q的动能先增加后减小
4. D.
   小球Q的机械能先增加后减小

Answer 1

A
试题分析：根据题意可知，小滑块P和小球Q组成的系统机械能守恒，小滑块整个运动过程中仅受重力mg、杆的弹力N和绳的拉力T作用，弹力N始终不做功，它从静止开始能向下运动，说明它加速运动，由于杆足够长，且受到轻绳的拉力作用，最终小滑块将停止下滑，因此小滑块将在C和最低点之间往返运动，所以在小滑块下滑的过程中，动能先增加后减少，故选项A正确；开始时绳的拉力T对小滑块做正功，当越过绳与杆相垂直的位置后，拉力T开始做负功，因此小滑块P的机械能先增加后减少，故选项B错误；开始时，小球加速下降，再减速下降，由于绳不可伸长，因此当绳与杆相垂直时，小球下降至最低点，往后小球又将加速上升，当小滑块达到最大速度，即O₁P竖直时，小滑块和小球都将做减速运动，小球继续上升，当小滑块滑至最低点时，小球上升至最高点，因此小球的动能先增加后减少，再增加，又减少，故选项C错误；在小球下降过程中绳子的拉力对小球做负功，上升过程中，绳子的拉力对小球做正功，因此小球的机械能先减少后增加，故选项D错误。
考点：本题主要考查了系统机械能守恒和功能关系的应用，以及分析综合的能力问题，属于较难题。