Question

（2013?崇明县一模）如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一个定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）．开始时A、B处于同一高度并恰好处于静止状态，现剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑．则在剪断轻绳到物块着地的过程中，两物块 （　　）

A．速度变化相同

B．动能变化相同

C．重力势能变化相同

D．重力做功的平均功率相同

Answer 1

分析：剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，机械能守恒，重力势能变化量等于重力所做的功，重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值．

解答：解：速度是矢量，A的加速度方向竖直向下，所以速度的变化量方向竖直向下，B的加速度方向沿斜面向下，所以B速度变化量的方向沿斜面向下，方向不同，故A错误；
B、AB都只有重力做功，机械能守恒，动能的增加量等于重力势能的减小零，所以△E_K=mgh，由于m_B＞m_A，所以动能变化不相等，故B错误；
C、重力势能变化量△E_P=mgh，由于AB的质量不相等，所以重力势能变化不相同，故C错误；
D、A运动的时间为：t₁=

2h g

，所以A重力做功的平均功率为：

.

PA

=

mAgh

2h g

B运动有：

h

sinθ

=

1

2

gsinθt22，解得：t₂=

1

sinθ

2h g

，所以B重力做功的平均功率为：

.

PB

=

mBghsinθ

2h g

而m_Bgsinθ=m_Ag，所以重力做功的平均功率相等，故D正确．
故选D

点评：重力做功决定重力势能的变化与否，若做正功，则重力势能减少；若做负功，则重力势能增加，重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值，难度适中．