Question

如圖所示，細繩繞過兩個定滑輪A和B，在兩端各掛一個重為P的物體，現在A、B的中點C處掛一個重為Q的小球，Q<2P，求小球可能下降的最大距離h。已知AB的長為2L，不計滑輪和繩之間的摩擦力及繩的質量。

 

Answer 1

解析:

選小球Q和兩重物P構成的整體為研究對象，該整體的速率從零開始逐漸增為最大，緊接著從最大又逐漸減小為零（此時小球下降的距離最大為h），如圖4在整個過程中，只有重力做功機械能守恒。

 

因重為Q的小球可能下降的最大距離為h，所以重為P的兩物體分別上升的最大距離均為。

考慮到整體初、末位置的速率均為零，故根據機械能守恒定律知，重為Q的小球重力勢能的減少量等于重為P的兩個物體重力勢能的增加量，即。

從而解得