Question

【題目】如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個(gè)質(zhì)量也為m的小球從槽高h處開(kāi)始下滑,已知M>m，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球和槽的總動(dòng)量始終守恒

B. 在下滑過(guò)程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功

C. 被彈簧反彈后，小球和槽都做速率不變的直線運(yùn)動(dòng)

D. 被彈簧反彈后，小球仍會(huì)沖上弧槽，但不能回到槽高h處

Answer 1

【答案】D

【解析】

當(dāng)小球與彈簧接觸后，小球與槽組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力不為零，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；下滑過(guò)程中兩物體都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夾角不垂直，故兩力均做功，故B錯(cuò)誤；球在槽上下滑過(guò)程系統(tǒng)水平方向不受力，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，球與槽分離時(shí)兩者動(dòng)量大小相等，由于m＜M，則小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被彈簧反彈后的速度大小等于球與槽分離時(shí)的速度大小，小球被反彈后向左運(yùn)動(dòng)，由于球的速度大于槽的速度，球?qū)⒆飞喜鄄⒁�槽上滑，在整個(gè)過(guò)程中只有重力與彈力做功系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由于球與槽組成的系統(tǒng)總動(dòng)量水平向左，球滑上槽的最高點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)速度相等水平向左系統(tǒng)總動(dòng)能不為零，由機(jī)械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，小球不能回到槽高h處，故C錯(cuò)誤，D正確。