题文
如图6所示,水平光滑地而上停放着一辆质最为M的小车,小车左端靠在竖直墙壁上,其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内。将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速释放,物块沿轨道滑行至轨道未端C处恰好没有滑出。重力加速度为g,空气阻力可忽略不计,关于物块从A位置运动至C位置的过程,下列说法中正确的是 ( )
A.在这个过程中,小车和物块构成的系统水平方向动量守恒B.在这个过程中,物块克服摩擦力所做的功为
C.在这个过程中,摩擦力对小车所做的功为
D.在这个过程中,由于摩擦生成的热量为
题型:未知 难度:其他题型
答案
D
解析
分析:A、系统所受合外力为零时,系统动量守恒;
B、由动能定理或机械能守恒定律求出物块滑到B点时的速度,
然后由动量守恒定律求出物块与小车的共同速度,最后由动能定理求出物块克服摩擦力所做的功;
C、由动能定理可以求出摩擦力对小车所做的功;
D、由能量守恒定律可以求出摩擦生成的热量.
解答:解:A、在物块从A位置运动到B位置过程中,小车和物块构成的系统在水平方向受到的合力不为零,系统在水平方向动量不守恒,故A错误;
B、物块从A滑到B的过程中,小车静止不动,对物块,由动能定理得:mgR=
mv2-0,解得,物块到达B点时的速度
;在物块从B运动到C过程中,物块做减速运动,小车做加速运动,最终两者速度相等,在此过程中,
系统在水平方向动量守恒,由动量守恒定律可得mv=(M+m)v′,v′=
,以物块为研究对象,
由动能定理可得:-Wf=
mv′2-
mv2,解得:Wf=mgR-
,故B错误;
C、对小车由动能定理得:Wf车=
Mv′2=
,故C错误;
D、物块与小车组成的系统,在整个过程中,由能量守恒定律得:mgR=Q+
(M+m)v′2,解得:Q=
,D项正确;
故答案为:D.
点评:动量守恒条件是:系统所受合外力为零,对物体受力分析,判断系统动量是否守恒;熟练应用动量守恒定律、动能定律、能量守恒定律即可正确解题.
考点
据考高分专家说,试题“如图6所示,水平光滑地而上停放着一辆质最.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





