题目内容

18.如图所示,物体A、B的质量分别为m、2m,物体B置于水平面上,B物体上部半圆型槽的半径为R,将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放,一切摩擦均不计.则AB构成的系统(  )
A.这一过程动量守恒
B.这一过程仅在水平方向动量守恒
C.因为系统机械能守恒,物体A运动到圆槽的最低点速度为$\sqrt{2gR}$
D.释放后当A物体向左上升到最高点时,又恰与释放点等高

分析 物体A和B组成的系统在水平方向上不受外力,水平方向动量守恒,由系统的机械能守恒分析物体B运动到圆槽的最低点速度.当A到达左侧的最高点时,水平方向上的速度相等,竖直方向上的速度为零,根据动量守恒定律和能量守恒定律分析A上升的最大高度.

解答 解:AB、这一过程中,A具有竖直向上的分加速度,系统处于超重状态,竖直方向合外力不为零,所以系统的动量不守恒.但系统水平方向不受外力,则在水平方向系统的动量守恒,故A错误,B正确.
C、系统机械能守恒,A从顶端运动到最低点的过程,有mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{A}^{2}$+$\frac{1}{2}•2m{v}_{B}^{2}$,则 mgR>$\frac{1}{2}m{v}_{A}^{2}$,得 vA<$\sqrt{2gR}$,即物体A运动到圆槽的最低点速度小于$\sqrt{2gR}$,故C错误.
D、设A到达左侧最高点的速度为v,根据动量守恒定律知,由于初动量为零,则末总动量为零,即v=0,根据机械能守恒定律知,A能到达B圆槽左侧的最高点,即恰与释放点等高.故D正确.
故选:BD

点评 本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合,知道A、B组成的系统在水平方向上动量守恒,但系统的总动量并不守恒.

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