如圖所示,將質量為M1、半徑為R且內壁光滑的半圓槽置於光滑水平面上,左側靠豎直牆壁,右側靠一質量為M2的物塊....
問題詳情:
如圖所示,將質量為M1、半徑為R且內壁光滑的半圓槽置於光滑水平面上,左側靠豎直牆壁,右側靠一質量為M2的物塊.今讓一質量為m的小球自左側槽口A的正上方h高處從靜止開始下落,與半圓槽相切自A點進入槽內,則以下結論中正確的是( )
A.小球在槽內運動的全過程中,小球與半圓槽在水平方向動量守恆
B.小球在槽內運動的B至C過程中,小球、半圓槽和物塊組成的系統水平方向動量守恆
C.小球離開C點以後,將做豎直上拋運動
D.小球從A點經最低點向右側最高點運動的過程中,小球、半圓槽和物塊組成的系統機械能守恆
【回答】
BD
【詳解】
AB.小球從A→B的過程中,半圓槽對球的支援力沿半徑方向指向圓心,而小球對半圓槽的壓力方向相反指向左下方,因為有豎直牆擋住,所以半圓槽不會向左運動,可見,該過程中,小球與半圓槽在水平方向受到外力作用,動量並不守恆,而由小球、半圓槽和物塊組成的系統動量也不守恆;從B→C的過程中,小球對半圓槽的壓力方向向右下方,所以半圓槽要向右推動物塊一起運動,因而小球參與了兩個運動:一個是沿半圓槽的圓周運動,另一個是與半圓槽一起向右運動,小球所受支援力方向與速度方向並不垂直,此過程中,因為有物塊擋住,小球與半圓槽在水平方向動量並不守恆,但是小球、半圓槽和物塊組成的系統水平方向動量守恆,小球運動的全過程,水平方向動量也不守恆,選項A錯誤,選項B正確;
C.當小球運動到C點時,它的兩個分運動的合速度方向並不是豎直向上,所以此後小球做斜上拋運動,即選項C錯誤;
D.因為小球在槽內運動過程中,速度方向與槽對它的支援力始終垂直,即支援力不做功,且在接觸面都是光滑的,所以小球、半圓槽.物塊組成的系統機械能守恆,故選項D正確.
故選BD.
知識點:機械能守恆定律
題型:選擇題
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