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11.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,则在此过程中(  )
A.物块P的机械能不守恒,Q一直加速上升
B.当Q上升到与滑轮等高位置时,Q的机械能达到最大
C.任意时刻P、Q两物体的速度大小都满足vP<vQ
D.任意时刻Q受到的拉力大小小于P的重力大小

分析 根据机械能守恒的条件分析P的机械能是否守恒.通过分析P的运动情况,判断Q的运动情况.根据系统的机械能守恒,分析Q的机械能最大的位置.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、绳子拉力对物块P做功,则物块P的机械能不守恒.物块Q到达与定滑轮等高处时,物块P的速度为零,可知,P先向下做加速运动,后向下做减速运动,则知Q先加速上升,后减速上升.故A错误.
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,拉力做正功,机械能一直增加,物块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,Q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:vP=vQcosθ,cosθ<1,则得 vP<vQ.故C正确.
D、P先向下做加速运动,处于失重状态,绳子的拉力大小小于P的重力大小;后向下做减速运动,处于超重状态,拉力大小大于P的重力大小.故D错误.
故选:BC

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

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3.在《验证机械能守恒定律》的实验中(如图1).
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