选择题6.0分
物理

4.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连接,从静止释放后,上升一定距离到达与定滑轮等高处,在此过程中 (    )

A

物块P始终处于失重状态

B

任意时刻P两物体的速度大小都满足

C

圆环上升到与滑轮等高时,它的机械能最大

D

圆环上升到与滑轮等高时,它的动能最大

正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

A、P先向下做加速运动,处于失重状态,后向上做减速运动,处于超重状态,故A错误.

B、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.轻绳与杆的夹角为θ时,由速度的分解有:vP=vQcosθ,cosθ<1,则得vP<vQ.故B错误.

C、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C正确.

D、当Q所受的合力为零时,速度最大,此时Q还没有到达到与滑轮等高的位置,故D错误.

故选:C

考查方向

动能定理的应用.

解题思路

根据加速度的方向分析P的状态.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.通过绳子拉力对Q物体的做功情况,判断物块Q机械能的变化,从而得出何时机械能最大.

易错点

除重力以外其它力做功等于机械能的增量。

知识点

牛顿运动定律的应用-超重和失重 运动的合成和分解 功能关系