Question

如圖2所示，質量為m的a、b兩球固定在輕桿的兩端，桿可繞O點在豎直面內無摩擦轉動，已知兩物體距O點的距離L₁＞L₂，現在由圖示位置靜止釋放，則在a下降過程中：（    ）

A．桿對a不做功；

B．桿對b不做功；

C．桿對a做負功；

D．桿對b做負功。

Answer 1

C

解析:

因為桿在轉動，所以很多同學能分析到a球受到重力和桿對a的作用力，并習慣認為桿對a的作用力指向圓心O，與運動方向垂直，對小球a、b都不做功，而錯選A、B。若我們能從整個系統去分析，會發現桿繞O點在豎直平面內無摩擦地轉動，沒有能量的損失，所以a、b和桿組成的系統機械能守恒。桿對a、b球的作用力是內力，a球下降過程中，b球的重力勢能和動能都增加，所以b球的機械能增加，且b球重力對b球做負功，所以可以判斷桿對b球做正功，b球的機械能才增加，從中可以判定B、D是錯的。再由系統機械能守恒，b球的機械能增加，則a球的機械能減少，且a球重力對a球做正功，則桿對a球做負功，故A錯。正確答案：C。