题目内容
如图所示,光滑水平面上,放置一个各面光滑的半圆槽,槽的左侧放一物块.今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下,它将自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )
A、小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽系统机械能守恒 | B、小球自半圆槽的A点向最低点B点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒 | C、小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒 | D、若小球能飞出C点,则小球离开C点以后,不能落回半圆槽中 |
分析:小球自左端槽口A点的正上方从静止开始下落于光滑的圆弧槽,且槽置于光滑的水平面上.由于槽的左侧有一竖直墙壁,只有重力做功,小球的机械能守恒.当小球在半圆槽内运动的B到C过程中,槽也会向右运动.水平方向满足动量守恒.在运动过程中,仍只有重力做功,小球与槽组成的系统机械能守恒.小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动.
解答:解:A、小球在槽内运动的全过程中,从刚释放到最低点,只有重力做功,而从最低点开始上升过程中,除小球重力做功外,还有槽对球作用力做负功.但球对槽作用力做正功,两者之和正好为零.所以小球与槽组成的系统机械能守恒.故A正确;
B、小球自半圆槽的A点向最低点B点运动的过程中,左侧物体对槽有作用力,小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒,故B错误;
C、小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中,小球与槽组成的系统水平方向上不受外力,水平方向动量守恒,故C正确;
D、小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,在水平方向做匀速运动,此时半圆槽沿水平方向有一定以相同的速度也做匀速运动,所以小球离开C点以后,能落回半圆槽中.故D错误.
故选:AC.
B、小球自半圆槽的A点向最低点B点运动的过程中,左侧物体对槽有作用力,小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒,故B错误;
C、小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中,小球与槽组成的系统水平方向上不受外力,水平方向动量守恒,故C正确;
D、小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,在水平方向做匀速运动,此时半圆槽沿水平方向有一定以相同的速度也做匀速运动,所以小球离开C点以后,能落回半圆槽中.故D错误.
故选:AC.
点评:考查动量守恒定律与机械能守恒定律.当球下落到最低点过程,由于左侧竖直墙壁作用,小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒,但小球机械能守恒.当球从最低点上升时,小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒,但小球机械能不守恒,而小球与槽组成的系统机械能守恒.
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