Question

12．如圖所示，水平光滑長桿上套有小物塊A，細(xì)線跨過O點的輕質(zhì)光滑小定滑輪一端連接A，另一端懸掛小物塊B，物塊A、B質(zhì)量相等．C為0點正下方桿上一點，滑輪到桿的距離OC=h．開始時，A位于P點，PO與水平方向的夾角為30°．現(xiàn)將A、B靜止釋放．下列說法正確的是（　�。�

• A． 物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中，速度不斷增大
• B． 在物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中，物塊B克服細(xì)線拉力做的功小于B重力勢能的減少量
• C． 物塊A在桿上長為2$\sqrt{3}$h的范圍內(nèi)做往復(fù)運動
• D． 物塊A經(jīng)過C點時的速度大小為$\sqrt{2gh}$

Answer 1

分析 在繩子作用下物塊A由P點到C點的過程，繩子的拉力做正功，速度增大．到C點時B的速度為零．根據(jù)能量守恒定律，分析物塊B克服細(xì)線拉力做的功與B重力勢能的減少量的關(guān)系．結(jié)合對稱性分析物塊A的運動范圍．由系統(tǒng)的機械能守恒求物塊經(jīng)過C點時的速度．

解答 解：A、物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中，繩子拉力對A做正功，動能不斷增大，速度不斷增大，故A正確．
B、到C點時B的速度為零．則根據(jù)功能關(guān)系可知，在物塊A由P點出發(fā)第一次到達(dá)C點過程中，物塊B克服細(xì)線拉力做的功等于B重力勢能的減少量，故B錯誤．
C、由幾何知識可得 $\overline{AC}$=$\sqrt{3}$h，由于AB組成的系統(tǒng)機械能守恒，由對稱性可得物塊A在桿上長為2$\sqrt{3}$h的范圍內(nèi)做往復(fù)運動．故C正確．
D、設(shè)物塊A經(jīng)過C點時的速度大小為v，此時B的速度為0．
根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒得：mg（$\frac{h}{sin30°}$-h）=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，得 v=$\sqrt{2gh}$，故D正確．
故選：ACD．

點評 本題的關(guān)鍵要正確分析兩物塊的運動情況，知道當(dāng)A的速度最大時，B的速度為零，明確系統(tǒng)遵守機械能守恒，但對單個物塊而言，機械能是不守恒的．