Question

【題目】一輕質(zhì)桿支于水平的轉(zhuǎn)軸O上，可繞軸在豎直面上自由轉(zhuǎn)動(dòng)（桿的質(zhì)量、桿與轉(zhuǎn)軸間摩擦和空氣阻力不計(jì)），當(dāng)桿左右兩端固定質(zhì)量分別為m和M（m＜M）兩金屬球P和Q時(shí)，桿恰好在水平位置平衡，如圖．現(xiàn)把轉(zhuǎn)軸位置從O向右移到O'處，在桿第一次轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置前，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.P球：上升，動(dòng)能增加、勢(shì)能增加B.Q球：上升，動(dòng)能減少、勢(shì)能增加

C.P球：下降，動(dòng)能增加、勢(shì)能減少D.Q球：下降，動(dòng)能增加、勢(shì)能減少

Answer 1

【答案】C

【解析】

抓住力臂變化，應(yīng)用杠桿平衡公式判斷桿的旋轉(zhuǎn)方向，再根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能的決定因素判斷其大小變化即可。

分別作出當(dāng)桿水平時(shí)轉(zhuǎn)軸在O和O'對(duì)應(yīng)力臂，如下圖所示：

由于當(dāng)轉(zhuǎn)軸處于O點(diǎn)時(shí)，桿恰好在水平位置平衡，則可由杠桿平衡公式得：

將轉(zhuǎn)軸位置從O向右移到O'處后，可得：

物體質(zhì)量不變，故可得：

桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

AC．由于桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則P球下降，由靜止到運(yùn)動(dòng)，速度增大，由于球質(zhì)量不變，則其動(dòng)能增大，勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤，C正確；

BD．由于桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q球上升，由靜止到運(yùn)動(dòng)，速度增大，由于球質(zhì)量不變，則其動(dòng)能增大，勢(shì)能增大，故BD錯(cuò)誤。