Question

20．如图所示，A、B两小球用轻杆连接，竖直放置．由于微小的扰动，A球沿竖直光滑槽运动，B球沿水平光滑槽运动．则在A球到达底端前（　　）

• A． A球做匀加速直线运动
• B． 轻杆对A球先做负功后做正功
• C． A球到达竖直槽底端时机械能最小
• D． A球到达竖直槽底端时B球的速度最大

Answer 1

分析 A分析球到达竖直槽底端时受力情况，判断加速度的方向，根据加速度是否变化，判断A球的运动情况．受到重力和轻杆向右的拉力，杆刚水平时，A球的速度是竖直方向的，B球的速度为0．根据系统机械能守恒，A的机械能转化为B的动能，B的动能开始是0，最终还是0，所以A球的机械能先减小后增大．最终，A球以一定的竖直速度撞击横槽．

解答 解：A、A球到达竖直槽底端时受到重力和轻杆向右的拉力，合力斜向右下方，加速度也斜向右下方，而在到达竖直槽底端前A的加速度是竖直方向，说明A的加速度是变化，不可能做匀加速运动．故A错误．
B、A球到达竖直槽底端瞬间，A的速度方向竖直向下，则B球的速度为零．B的动能开始是0，最终还是0，则B的动能先增大后减小，系统机械能守恒，所以A球的机械能先减小后增大．则轻杆对A先做负功再做正功，对B球先做正功再做负功，A球到达竖直槽底端时机械能最小，故BC正确，D错误；
故选：BC．

点评 该题突破口是系统机械能守恒（墙和地对球的弹力不做功），由绳物模型可知，B的速度沿杆方向的分速度等于杆的速度，越向下运动杆的速度越小，当A刚要到地面时杆的速度为零．即B的速度为零．