Question

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

A. 小球在槽內運動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量守恒

B. 小球在槽內運動的B至C過程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統沖車方向動量守恒

C. 小球離開C點以后，將做豎直上拋運動

D. 小球從A點經最低點向右側最高點運動的過程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統機械能守恒

Answer 1

【答案】BD

【解析】試題分析：

小球從A→B的過程中，半圓槽對球的支持力沿半徑方向指向圓心，而小球對半圓槽的壓力方向相反指向左下方，因為有豎直墻擋住，所以半圓槽不會向左運動，可見，該過程中，小球與半圓槽在水平方向受到外力作用，動量并不守恒，而由小球、半圓槽和物塊組成的系統動量也不守恒；從B→C的過程中，小球對半圓槽的壓力方向向右下方，所以半圓槽要向右推動物塊一起運動，因而小球參與了兩個運動：一個是沿半圓槽的圓周運動，另一個是與半圓槽一起向右運動，小球所受支持力方向與速度方向并不垂直，此過程中，因為有物塊擋住，小球與半圓槽在水平方向動量并不守恒，但是小球、半圓槽和物塊組成的系統水平方向動量守恒，小球運動的全過程，水平方向動量也不守恒，選項A錯誤，選項B正確；

當小球運動到C點時，它的兩個分運動的合速度方向并不是豎直向上，所以此后小球做斜上拋運動，即選項C錯誤；

因為小球在槽內運動過程中，速度方向與槽對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。物塊組成的系統機械能守恒，故選項D正確。

故選：BD