Question

16．如图所示，将质量为M₁、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M₂的物块．今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（　　）

• A． 小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
• B． 小球离开C点以后，将做斜上抛运动
• C． 小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒
• D． 槽将不会再次与墙接触

Answer 1

分析 系统所受合外力为零时系统动量守恒，根据系统所受外力情况判断系统动量是否守恒；根据初速度的方向，结合受力分析小球离开C点后的运动规律．

解答 解：A、小球从A到B的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，从B到C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒，则小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒，故A错误；
B、当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，故B正确；
C、小球在槽内运动的全过程中，墙壁对系统有水平向右的作用力，系统在水平方向所受合外力不为零，小球、半圆槽、物块组成的系统动量不守恒，故C错误．
D、全过程中，整个系统在水平方向上获得了水平向右的冲量，最终槽将与墙不会再次接触，故D正确．
故选：BD．

点评 判断系统动量是否守恒关键是明确系统是否受到外力的作用，故在应用动量守恒定律时一定要明确是哪一系统动量守恒．