问题
选择题
(2011年山东济南模拟)质量分别为m和M的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，在杆的中点O处有一固定转动轴，如图4－3－8所示．现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中，下列有关能量的说法正确的是(其中M＝2m)( )
图4－3－8
A．Q球的重力势能减少、动能增加，Q球和地球组成的系统机械能守恒
B．P球的重力势能增加，动能也增加，P球和地球组成的系统机械能守恒
C．P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒
D．P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒
答案
答案：C
选C.杆对P、Q球的作用力，既有沿杆的法向力，也有与杆垂直的切向力，所以杆对P、Q球的力都做功，P、Q球的机械能都不守恒．由于对P、Q整体只有重力做功，所以系统机械能守恒，选项C正确，D错误．Q球从水平位置下摆到最低点的过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力是Q球运动的阻力，对Q球做负功；P球是在杆的作用下上升的，杆的作用力是动力，对P球做正功．由功能关系可以判断，在Q下摆过程中，P球重力势能增加、动能增加、机械能增加；Q球重力势能减少、机械能减少，选项A错误，B错误．