题目内容

1.如图所示,A、B两物体中间连接一压缩弹簧,且用细线拴住,静止放在光滑水平地面上,C物体与B靠在一起,烧断细线,下列说法正确的是(  )
A.弹簧拉伸至最长时,A、B两物体和弹簧组成的系统总动量为0
B.弹簧拉伸至最长时,弹簧的弹性势能与初始时相同
C.弹簧拉伸至最长时,弹簧的弹性势能小于初始时的弹性势能
D.弹簧拉伸至最长时,A、B、C和弹簧组成的系统总动量不为0

分析 在整个过程中合外力为零,系统动量守恒.分析C的受力情况,判断其运动方向.分析A、B组成的系统合外力是否为零,分析动量是否守恒.根据对三个物块与弹簧组成的系统为研究对象的受力分析判断系统的动量守恒.

解答 解:弹簧伸长到等于原长的过程中弹簧对ABC组成的系统做正功,弹簧的弹性势能转化为三个物块的动能;弹簧从原长继续伸长的过程中,B与C分离,A与B的部分动能转化为弹簧的弹性势能.
A、以A、B与弹簧组成的系统为研究对象,在弹簧伸长到原长的过程中,B向右做加速运动,则C也向右做加速运动,所以B受到C的向左的作用力,可知A与B在运动的过程中沿水平方向受到的合外力不等于0,二者和弹簧组成的系统总动量不为0,故A错误;
B、C、弹簧伸长的过程中弹簧对ABC组成的系统做正功,弹簧的弹性势能转化为三个物块的动能;由于C带走一部分机械能,所以A、B与弹簧组成的系统的机械能减小,弹簧拉伸至最长时,弹簧的弹性势能一定小于初始时的弹性势能.故B错误,C正确;
D、以三个物块与弹簧组成的系统为研究对象,则它们在水平方向受到的合外力等于0,它们沿水平方向的总动量守恒,所以弹簧拉伸至最长时,A、B、C和弹簧组成的系统总动量仍然为0.故D错误.
故选:C

点评 本题关键掌握系统动量守恒定律的适用条件:合外力为零,通过分析受力情况,判断动量是否守恒.题目较为简单.

练习册系列答案
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13.两位同学用如图甲所示装置,通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,步骤如下:
①安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O;
②不放小球B,让小球A从斜槽上挡板处由静止滚下,并落在地面上;重复多次以小球落点位置;
③把小球B放在末端外立柱上,让小球A从挡板处由静止滚下,使它们碰撞:重复多次以确定碰撞后两小球的落点位置;
④用刻度尺分别测量三个落地点M、P、N离O点的距离,即线段的长度OM、OP、ON.
(1)关于上述实验操作,下列说法正确的是:BCD

A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.小球A质量应大于小球B的质量
E.在确定落点的位置时,应从多次实验得到的落点中选取印记最清晰的一个来测量
(2)两同学在测得两小球质量mA和mB的同时,用一把50分度的游标卡尺测量小球的直径,由于遮挡,只能看见游标尺的后半部分,如图所示,小球的直径d=16.92mm.
(3)当所测物理量满足表达式m1•OP=m1•OM+m2•ON(用题中所给符号表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.
(4)当所测物理量满足表达式m1•(OP)2=m1•(OM)2+m2•(ON)2(用题中所给符号表示)时,即说明两球碰撞为弹性碰撞:
(5)完成上述实验后,其中一同学对上述装置进行了改造,如图所示.撤去立柱后,在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平末端等高且无缝连接.使小球A仍从斜槽上挡板处由静止滚下,重复实验步骤②和③的操作,得到两球落在斜面上的落点M'、P'、N'.用刻度尺测量斜面顶点到M'、P'、N'三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为m1$\sqrt{{l}_{2}}$=m1$\sqrt{{l}_{1}}$+m2(用所测物理量的字母表示).

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