Question

（2010?宿州二模）如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量各為m_A和m_B的小球A和B，分別系在一條跨過(guò)定滑輪的柔軟輕繩的兩端，不計(jì)滑輪軸的摩擦、滑輪的質(zhì)量和空氣阻力，已知m_A＞m_B，開(kāi)始時(shí)，A、B兩球以等大的初速度V₀分別豎直向下和豎直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A物體下降距離為h時(shí)，A、B速度大小都為V_t，試?yán)�用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，證明在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析：A、B兩球以等大的初速度V₀分別豎直向下和豎直向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出兩者的加速度大小，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到h與速度v_t和v₀的關(guān)系，可求出A、B組成的系統(tǒng)的總的重力勢(shì)能減少量△E_p，以及總動(dòng)能的增加量△E_k，若△E_p+△E_p=0，證明系統(tǒng)的總機(jī)械能守恒．

解答：解：設(shè)A、B兩球組成整體加速度大小a．
對(duì)A、B兩球組成的系統(tǒng)，在沿著繩子方向上，由牛頓第二定律得：
（m_A-m_B）g=（m_A+m_B）a   
對(duì)于A球，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式有：h=

v 2 t - v 2 0

2a

 
在此過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)的總的重力勢(shì)能減少量為：△E_p=（m_A-m_B）gh
聯(lián)立以上三式得：△E_p=-

1

2

（m_A+m_B）（v_t²-v₀²）
A、B組成的系統(tǒng)的總動(dòng)能增加量為：△E_k=

1

2

（m_A+m_B）（v_t²-v₀²）      
解得：△E_p+△E_p=0   
即A、B組成的系統(tǒng)的總機(jī)械能守恒  
答：證明在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒見(jiàn)上．

點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)證明機(jī)械能守恒是常見(jiàn)的題型，本題關(guān)鍵求得加速度，得到h與速度的關(guān)系式．