Question

11．轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，则在此过程中（　　）

• A． 物块P的机械能不守恒，Q一直加速上升
• B． 当Q上升到与滑轮等高位置时，Q的机械能达到最大
• C． 任意时刻P、Q两物体的速度大小都满足v_P＜v_Q
• D． 任意时刻Q受到的拉力大小小于P的重力大小

Answer 1

分析 根据机械能守恒的条件分析P的机械能是否守恒．通过分析P的运动情况，判断Q的运动情况．根据系统的机械能守恒，分析Q的机械能最大的位置．将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于P的速度．结合平行四边形定则求出P、Q速度的关系．

解答 解：A、绳子拉力对物块P做功，则物块P的机械能不守恒．物块Q到达与定滑轮等高处时，物块P的速度为零，可知，P先向下做加速运动，后向下做减速运动，则知Q先加速上升，后减速上升．故A错误．
B、除重力以外其它力做的功等于物体机械能的增量，物块Q上升到与滑轮等高前，拉力做正功，机械能一直增加，物块Q上升到与滑轮等高时，机械能最大．故B正确．
C、将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，Q沿绳子方向的分速度等于P的速度．轻绳与杆的夹角为θ时，由速度的分解有：v_P=v_Qcosθ，cosθ＜1，则得 v_P＜v_Q．故C正确．
D、P先向下做加速运动，处于失重状态，绳子的拉力大小小于P的重力大小；后向下做减速运动，处于超重状态，拉力大小大于P的重力大小．故D错误．
故选：BC

点评 解决本题的关键会对速度进行分解，以及掌握功能关系，除重力以外其它力做功等于机械能的增量，并能灵活运用．