题目内容
如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环．棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力，大小为1.5mg．断开轻绳，棒和环开始竖直下落．假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失．棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计．则（ ）| A、棒第一次下落过程中，环做自由落体运动 | B、棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，棒做匀加速运动 | C、从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，系统损失的机械能为2mgH | D、从断开轻绳到棒和环都静止，环相对于地面通过的位移为5H |
分析：棒第一次与地面碰撞后，速度方向变为向上，环的速度方向向下，二者存在相对运动，相互间存在滑动摩擦力：棒受重力、向下的滑动摩擦力，合力方向向下；环受重力、向上的滑动摩擦力，合力方向向上．所以二者都做匀减速，当棒再次下落时，由于棒的速度小于环的下落速度，所以环的受力情况与之前相同，仍向下做匀减速运动．整个过程中能量的损失都是由于摩擦力对物体做的功，根据功能关系列式可以求得摩擦力对环及棒系统的能量损失．
解答：解：A、棒第一次下落过程中，棒和环整体均做自由落体运动，故A正确；
B、棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的速度方向向下，二者存在相对运动，棒受重力、向下的滑动摩擦力，合力方向向下；环受重力、向上的滑动摩擦力，合力方向向上．所以二者都做匀减速直线运动，故B错误；
C、从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，球相对于杆一直向下运动，对球和杆整体运用动能定理，有：
WG1+WG2+Wf=△Ek
mgH+mg（H+s）-（1.5mg）s=0 （其中s为相对路程）
解得：s=
H
系统损失的机械能等于克服摩擦力做的功，为：
Q=fs=1.5mg×
H=1.2mgH，故C错误；
D、从断开轻绳到棒和环都静止，环相对于地面通过的位移为：x=H+s=1.8H，故D错误；
故选：A．
B、棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的速度方向向下，二者存在相对运动，棒受重力、向下的滑动摩擦力，合力方向向下；环受重力、向上的滑动摩擦力，合力方向向上．所以二者都做匀减速直线运动，故B错误；
C、从断开轻绳到棒和环都静止的过程中，球相对于杆一直向下运动，对球和杆整体运用动能定理，有：
WG1+WG2+Wf=△Ek
mgH+mg（H+s）-（1.5mg）s=0 （其中s为相对路程）
解得：s=
| 4 |
| 5 |
系统损失的机械能等于克服摩擦力做的功，为：
Q=fs=1.5mg×
| 4 |
| 5 |
D、从断开轻绳到棒和环都静止，环相对于地面通过的位移为：x=H+s=1.8H，故D错误；
故选：A．
点评：本题关键是明确环和棒的运动规律，然后结合动能定理对系统列式求解相对位移，不难．
练习册系列答案
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