Question

4．輕繩一端通過光滑的定滑輪與物塊P連接，另一端與套在光滑豎直桿上的圓環(huán)Q連接，Q從靜止釋放后，上升一定距離到達與定滑輪等高處，在此過程中（　�。�

• A． 物塊P的機械能減小
• B． 當Q上升到與滑輪等高時，它的機械能最大
• C． 任意時刻P、Q兩物體的速度大小都滿足v_P＜v_Q
• D． 任意時刻Q受到的拉力大小與P的重力大小相等

Answer 1

分析 通過繩子拉力對Q物體的做功情況，判斷物塊Q機械能的變化，從而得出何時機械能最大．將物塊Q的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向，在沿繩子方向的分速度等于P的速度．結合平行四邊形定則求出P、Q速度的關系．

解答 解：A、物塊P向下運動時，繩子的拉力對P做負功，則P的機械能減少，故A正確．
B、除重力以外其它力做的功等于物體機械能的增量，物塊Q上升到與滑輪等高前，拉力對Q做正功，Q的機械能增加．物塊Q上升到與滑輪等高后，拉力對Q做負功，機械能減�。�所以Q上升到與滑輪等高時，機械能最大．故B正確．
C、將物塊Q的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向，如圖所示，在沿繩子方向的分速度等于P的速度．輕繩與桿的夾角為θ時，由速度的分解有：v_P=v_Qcosθ，cosθ＜1，則得 v_P＜v_Q．故C正確．
D、P先向下做加速運動，處于失重狀態(tài)，則繩的拉力大小小于P的重力大小，即Q受到的拉力大小小于P的重力大小，故D錯誤．
故選：ABC

點評 解決本題的關鍵會對速度進行分解，同時掌握功能關系的應用，知道除重力以外其它力做功等于機械能的增量，并能靈活運用．