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,左側靠牆角,右側靠一質量為M2的物塊.今讓...
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,左側靠牆角,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高處從靜止開始落下,與圓弧槽相切自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. 小球在槽內運動的全過程中,小球、半圓槽和物塊組成的系統動量守恆
C. 小球離開C點以後,將做豎直上拋運動
D. 槽將不會再次與牆接觸
【回答】
考點: 動量守恆定律.
專題: 動量定理應用專題.
分析: 本題為動量守恆定律的應用,要求我們會判斷動量守恆的條件,並能根據動量守恆定律進行定*分析.
解答: 解:
小球從AB的過程中,半圓槽對球的支持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,小球所受支持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,在小球運動的全過程,水平方向 動量也不守恆,選項AB錯誤;
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;
因為全過程中,整個系統在水平 方向上獲得了水平向右的衝量,最終槽將與牆不會再次接觸,選項D正確.
故選:D
點評: 判斷系統動量是否守恆關鍵是明確系統是否受到外力的作用,故在應用動量守恆定律時一定要明確是哪一系統動量守恆.
知識點:實驗:驗*動量守恆定律
題型:選擇題