题目内容

20.如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.小球从开始下落至运动到半圆形槽最低点的过程中,重力的功率越来越大
B.小球从开始下落到从右侧离开槽的过程中,小球的机械能守恒
C.小球从右侧离开半圆形槽后,能上升到与开始下落位置高度相同的地方
D.小球从刚进入半圆形槽到从右侧离开槽的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒

分析 一小球自左端槽口A点的正上方从静止开始下落于光滑的半圆柱槽,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.当小球从最低点上升时,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,小球与槽的机械能守恒

解答 解:A、由于小球在最低点时,速度方向沿水平方向;故重力的功率在最低点处时为零;因此重力的功率不是越来越大的;故A错误;
B、小球在槽的右侧时,由于槽在运动,故作用力对小球做功;因此小球的机械能不守恒;故B错误;
C、由于球的机械能有部分转化为槽的动能;故小球最后不能上升到等高的位置;故C错误;
D、由于小球和槽组成的系统没有外力做功;故小球与槽组成的系统机械能是守恒的;故D正确;
故选:D.

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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