Question

【題目】如圖所示，將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上，左側(cè)靠豎直墻壁，右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊．今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方h高處從靜止開(kāi)始下落，與半圓槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是( )

A. 小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒

B. 小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的B至C過(guò)程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)沖車方向動(dòng)量守恒

C. 小球離開(kāi)C點(diǎn)以后，將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)

D. 小球從A點(diǎn)經(jīng)最低點(diǎn)向右側(cè)最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

Answer 1

【答案】BD

【解析】試題分析：

小球從A→B的過(guò)程中，半圓槽對(duì)球的支持力沿半徑方向指向圓心，而小球?qū)Π雸A槽的壓力方向相反指向左下方，因?yàn)橛胸Q直墻擋住，所以半圓槽不會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，可見(jiàn)，該過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向受到外力作用，動(dòng)量并不守恒，而由小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量也不守恒；從B→C的過(guò)程中，小球?qū)Π雸A槽的壓力方向向右下方，所以半圓槽要向右推動(dòng)物塊一起運(yùn)動(dòng)，因而小球參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：一個(gè)是沿半圓槽的圓周運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是與半圓槽一起向右運(yùn)動(dòng)，小球所受支持力方向與速度方向并不垂直，此過(guò)程中，因?yàn)橛形飰K擋住，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量并不守恒，但是小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，小球運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，水平方向動(dòng)量也不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；

當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，它的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合速度方向并不是豎直向上，所以此后小球做斜上拋運(yùn)動(dòng)，即選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

因?yàn)樾∏蛟诓蹆?nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度方向與槽對(duì)它的支持力始終垂直，即支持力不做功，且在接觸面都是光滑的，所以小球、半圓槽。物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)D正確。

故選：BD