物块 A 置于水平桌面上,一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过定滑轮,轻绳的另一端系一质量为 M 的杆,杆自然下垂,杆上有质量为 m ( m < M )的小环,如图所示 . 当小环沿杆匀速下滑时,物块 A 仍保持静止,下列说法中不正确的是( )
A .小环的动能不变,内能增加,机械能减小
B .杆子的动能不变,内能增加,机械能不变
C .物块 A 受到的摩擦力大小为 Mg ,方向水平向左
D .杆子受到的摩擦力方向竖直向下,大小等于 mg
C
【解析】
【详解】
A .当小环沿杆匀速下滑时,质量不变,速度不变,动能不变,小环匀速下滑,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,机械能减小,内能增加,故 A 正确, A 不符合题意;
B .杆子的质量和速度都不变,所以动能不变,由于和杆子和小环相互摩擦,内能增加,机械能是动能和势能的总和,杆子动能不变,重力势能由于质量和高度都没有变化,所以也不变,故机械能不变,故 B 正确, B 不符合题意;
C .由于物块 A 保持静止,受力平衡,水平方向上受到的向右的拉力与向左的摩擦力是一对平衡力,大小相等,而拉力等于杆和小环的总重力,即 ,故 C 错误, C 符合题意;
D .杆子受到的摩擦力是小环给的,对小环进行受力分析,小环受到竖直向下的重力和杆子给的竖直向上的摩擦力,为一对平衡力,两个力大小相等,方向相反,所以小环受到的摩擦力竖直向上,而杆子受到的摩擦力与小环受到的摩擦力是一对相互作用力,所以杆子受到的摩擦力是竖直向下的,大小等于小环的重力 mg ,故 D 正确, D 不符合题意。
故选 C 。