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1、第2點 系統(tǒng)動量守恒的四種外力特征
當(dāng)某一系統(tǒng)動量守恒時,往往具有下列四種外力特征中的一種情況:
1.物體不受外力作用.
2.物體受外力作用,但合外力為零.
3.物體受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于物體間的相互作用(即系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力).
4.物體受外力作用,合外力也不為零,但在某一方向上合力為零,則物體在這一方向上動量守恒.
對點例題 如圖1所示的裝置中,
圖1
木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的,子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi),將彈簧壓縮到最短,現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧組成的系統(tǒng)作為研究對象,則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮到最短的過程中(
2、 )
A.動量守恒、機械能守恒
B.動量不守恒、機械能不守恒
C.動量守恒、機械能不守恒
D.動量不守恒、機械能守恒
解題指導(dǎo) 對本題中子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng)來說,子彈射入木塊,壓縮彈簧,受到墻對系統(tǒng)向右的彈力,動量不守恒.
機械能守恒的條件是:重力和彈力以外的力對系統(tǒng)不做功,系統(tǒng)內(nèi)不發(fā)生機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)換.本題中墻對系統(tǒng)的彈力并未做功(無位移),但子彈射入木塊的過程中部分機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)的內(nèi)能(發(fā)熱),系統(tǒng)機械能不守恒,故B選項正確.
答案 B
方法總結(jié) 判斷系統(tǒng)是否動量守恒時,一定要先分清哪些是內(nèi)力,哪些是外力,然后緊扣四種外力特征,做出正確判斷.
1.如
3、圖2所示,在光
圖2
滑的水平面上有一靜止的斜面,斜面光滑,現(xiàn)有一個小球從斜面頂端由靜止釋放,在小球下滑的過程中,以下說法正確的是( )
A.斜面和小球組成的系統(tǒng)動量守恒
B.斜面和小球組成的系統(tǒng)僅在水平方向上動量守恒
C.斜面向右運動
D.斜面靜止不動
答案 BC
解析 斜面受到的重力、地面對它的支持力以及球受到的重力,這三個力的合力不為零(球有豎直向下的加速度),故斜面和小球組成的系統(tǒng)動量不守恒,A選項錯誤.但在水平方向上系統(tǒng)不受外力,故水平方向動量守恒,B選項正確.由水平方向動量守恒知斜面向右運動,C選項正確,D選項錯誤.
圖3
2.如圖3所示,兩光滑且平行的固定水平桿位于同一豎直平面內(nèi),兩靜止小球m1、m2分別穿在兩桿上,兩球間連接一個保持原長的豎直輕彈簧,現(xiàn)給小球m2一個水平向右的初速度v0.如果兩桿足夠長,則在此后的運動過程中,下列說法正確的是( )
A.m1、m2系統(tǒng)動量不守恒
B.彈簧最長時,其彈性勢能為m2v
C.m1、m2速度相同時,共同速度為
D.m1、m2及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒
答案 CD
解析 兩球運動過程中,滿足動量守恒和機械能守恒,并且彈簧最長時v1=v2=v′.
由m2v0=m1v1+m2v2,
m2v=m1v+m2v+Ep,
可得共同速度v′=,
彈簧最長時Ep=.