题目内容

20.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的直杆上,轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处,现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能
B.环从A到B的过程中,重物的机械能是减小的
C.环到达B处时,重物上升的高度h=d
D.环到达B处时,重物上升的高度h=($\sqrt{2}$-1)d

分析 环刚开始释放时,重物由静止开始加速,根据数学几何关系求出环到达B处时,重物上升的高度;
环和重物组成的系统,机械能守恒;
除重力做功外,其余的力对物体做正功,物体的机械能增加;其余的力对物体做负功,物体的机械能减少.

解答 解:A.环下滑过程中无摩擦力做系统做功,故系统机械能守恒,所以环减小的机械能等于重物增加的机械能,故A正确;
B.环从A到B的过程中,绳子的拉力对重物做正功,重物的机械能增大,故B错误;
CD.根据几何关系有,环从A下滑至B点时,重物上升的高度h=$\sqrt{2}$d-d,故C错误,D正确.
故选:AD.

点评 解决本题的关键知道系统机械能守恒,正确理解机械能守恒定律适用的条件:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能会发生相互转化.

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