当物体
A单独自由下落时,由于只有重力做功,
A的机械能守恒.当
A通过绳子连接
B后再下落时,若选
A(包括地球)为研究对象,则绳对
A的拉力是系统之外的力,而且该力对
A做了功,则
A的机械能不守恒;若以
A、
B连接体(包括地球)组成的系统为研究对象时,绳的拉力为内力,且对
A和
B做功的代数和为零,
B物体在竖直方向上所受的一对平衡力没有做功,故该系统在运动过程中只有
A的重力做功,满足机械能守恒的条件.因此本题可运用机械能守恒定律求解:
取地面为零势能参考平面,设
A离地高度为
h时,其动能等于势能,则有
当
A物体单独自由下落时,初始机械能为
E1=
mgH,末态时机械能为
,由机械能守恒
E2=
E1得
mgH=2
mgh.
所以
当
A通过绳子连接
B后再由静止下落时,设桌面高为
H′,则初态系统的机械能为
E1=
mgH+
mgH′,末了状态系统的机械能为
,根据机械能守恒定律得
E2=
E1,即
将
代入上式,解得
即两种情况下,
A物体动能与势能相等时离地面的高度分别为
和
.