Question

(2011年山東濟南模擬)質量分別為m和M的兩個小球P和Q，中間用輕質桿固定連接，在桿的中點O處有一固定轉動軸，如圖4－3－8所示．現在把桿置于水平位置后自由釋放，在Q球順時針擺動到最低位置的過程中，下列有關能量的說法正確的是(其中M＝2m)(　　)

圖4－3－8

A．Q球的重力勢能減少、動能增加，Q球和地球組成的系統機械能守恒

B．P球的重力勢能增加，動能也增加，P球和地球組成的系統機械能守恒

C．P球、Q球和地球組成的系統機械能守恒

D．P球、Q球和地球組成的系統機械能不守恒

Answer 1

C

選C.桿對P、Q球的作用力，既有沿桿的法向力，也有與桿垂直的切向力，所以桿對P、Q球的力都做功，P、Q球的機械能都不守恒．由于對P、Q整體只有重力做功，所以系統機械能守恒，選項C正確，D錯誤．Q球從水平位置下擺到最低點的過程中，受重力和桿的作用力，桿的作用力是Q球運動的阻力，對Q球做負功；P球是在桿的作用下上升的，桿的作用力是動力，對P球做正功．由功能關系可以判斷，在Q下擺過程中，P球重力勢能增加、動能增加、機械能增加；Q球重力勢能減少、機械能減少，選項A錯誤，B錯誤．