问题
选择题
用一根长为2.0m的轻杆连接（杆的质量可不计）分别连接质量为1kg和2kg的小球a和b，两小球绕着轻杆中心O的水平轴无摩擦运动，现让轻杆处于水平位置，然后无初速度释放，取g=10m/s2，当杆第一次到达竖直位置时，下列说法正确的是（ ）
A．在竖直位置时b的速度为2
m/s5
B．在该运动过程中小球b的机械能守恒
C．在该运动过程中a的机械能增加了16J
D．在该运动过程中b的机械能减少了40J
答案
A、a、b运动至竖直位置时，对系统，由机械能守恒得：mbg
-magL 2
=L 2
ma1 2
+v 2a
mb1 2
，由圆周运动知a、b的速度大小相等，又ma=1kg，mb=2kg，解得：va=vb=2v 2b
m/s，故A错误．3
B、由图知a球的动能和重力势能均增加，根据系统的机械能守恒可知：b小球的机械能减少，故B错误．
C、a运动到最高点的过程中其机械能增加△Ea=
ma1 2
+magv 2a
=L 2
×1×(21 2
)2+1×10×1J=16J，故C正确．3
D、根据系统机械能守恒可知，b的机械能少了16J，故D错误．
故选：C