Question

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

A.P球：上升，動能增加、勢能增加B.Q球：上升，動能減少、勢能增加

C.P球：下降，動能增加、勢能減少D.Q球：下降，動能增加、勢能減少

Answer 1

【答案】C

【解析】

抓住力臂變化，應用杠桿平衡公式判斷桿的旋轉方向，再根據動能、勢能的決定因素判斷其大小變化即可。

分別作出當桿水平時轉軸在O和O'對應力臂，如下圖所示：

由于當轉軸處于O點時，桿恰好在水平位置平衡，則可由杠桿平衡公式得：

將轉軸位置從O向右移到O'處后，可得：

物體質量不變，故可得：

桿逆時針轉動。

AC．由于桿逆時針轉動，則P球下降，由靜止到運動，速度增大，由于球質量不變，則其動能增大，勢能減小，故A錯誤，C正確；

BD．由于桿逆時針轉動，Q球上升，由靜止到運動，速度增大，由于球質量不變，則其動能增大，勢能增大，故BD錯誤。