Question

如圖所示，在粗糙的水平地面上放置一矩形物塊C（其上表面光滑），在C的右上端用支桿固定一光滑輕滑輪，A、B兩物體用跨過滑輪的細線連接，開始時用手按住A物體，設此時支桿對滑輪作用力的大小為F，作用力與豎直方向的夾角為θ．放手后，A物體在B物體的拉動下沿物塊C表面向右滑動，C保持靜止，設在B落地前，支桿對滑輪的作用力的大小為F′，作用力與豎直方向的夾角為θ′．（在B落地前，A物體不會碰到滑輪）則（　　）

A．F′=F，θ′＜θ

B．F′＜F，θ′=θ

C．從A、B開始運動到B落地前，A、B兩物體機械能一定守恒

D．從A、B開始運動到B落地前，地面對C的摩擦力向右

Answer 1

分析：A、支桿對滑輪的作用力和兩段繩子對它的拉力的合力平衡，無論A物塊是靜止還是運動，兩段繩子的拉力相等，從而可確定作用力與豎直方向夾角的關系．A靜止時，繩子的拉力等于B的重力，根據牛頓第二定律，判斷A運動時，繩子拉力和B的重力的關系，從而確定支桿對滑輪作用力的大小．
C、根據機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒．
D、對C進行受力分析，從而確定地面對C的摩擦力方向．

解答：解：A、無論A物塊是靜止還是運動，兩段繩子的拉力相等，兩段繩子拉力的合力與支桿對滑輪的作用力等值反向．所以支桿對滑輪作用力與豎直方向的夾角始終是45°．A靜止時，繩子的張力為m_Bg，A運動時，對B分析，有m_Bg-T=m_Ba，張力小于m_Bg，則F′＜F．故A錯誤，B正確．
   C、對A、B組成的系統，在B落地前，只有重力做功，所以系統機械能守恒．故C正確．
   D、C受到重力、A對C的壓力，地面的支持力，支桿對C斜向左下方45度的壓力，因為C處于靜止，根據力的平衡，知C受到地面水平向右的靜摩擦力．故D正確．
故選BCD．

點評：解決本題的關鍵知道無論A物塊是靜止還是運動，兩段繩子的拉力相等，兩段繩子拉力的合力與支桿對滑輪的作用力等值反向，與豎直方向的夾角始終是45度．以及掌握機械能守恒的條件．