题目内容

如图(1)所示,一根质量为M的链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半挂在桌边,将链条由静止释放,链条刚离开桌面时的速度为v1.然后在链条两端各系一个质量为m的小球,把链条一半和一个小球放在光滑的水平桌面上,另一半和另一个小球挂在桌边,如图(2)所示.又将系有小球的链条由静止释放,当链条和小球刚离开桌面时的速度为v2 (设链条滑动过程中始终不离开桌面).下列判断中正确的是(  )
分析:在运动的过程中,对整个系统而言,机械能守恒.抓住系统重力势能的减小量等于动能的增加量,分别求出离开桌面时的速度.
解答:解:铁链释放之后,到离开桌面,由于桌面无摩擦,
对两次释放,桌面下方L处为0势能面.
则释放前,系统的重力势能为
第一次,Ep1=
1
2
MgL+
1
2
Mg?
3
4
L

第二次,Ep2=(
1
2
M+m)gL+
1
2
Mg
3
4
L
+mg
L
2

释放后Ep1'=Mg
L
2
   Ep2'=mgL+Mg
L
2

则损失的重力势能△Ep1=
3
8
MgL△Ep2=
3
8
MgL+
1
2
mgL
那么△Ep1=
1
2
Mv12

△Ep2=
1
2
(M+2m)v22
v12=
3gL
4
    v22=
3gL
4
?
M+
4
3
m
M+2m

显然 v12>v22,与M m 大小无关.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
点评:解决本题的关键知道系统机械能守恒,抓住系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量进行求解.
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