Question

(2007年四川卷)如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質量為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，一個質量也為m的小球從槽高h處開始自由下滑

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A．在以后的運動過程中，小球和槽的動量始終守恒

B．在下滑過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動

D．被彈簧反彈后，小球和槽的機械能守恒，小球能回到槽高h處

Answer 1

答案：C
解析：

解析：小球從弧形槽的頂點高h的地方下落過程中，對于小球和槽組成的系統在水平方向上不受外力作用，所以在水平方向上動量守恒，但是，當小球接觸彈簧以后，彈簧會對小球施加一個水平向左的外力作用，故在以后的運動過程中小球和槽組成的系統動量不守恒，選項A錯誤； 小球在弧形槽中下落過程中和弧形槽產生了一個垂直于接觸面的彈力，而且在彈力分力的方向上兩者都發生了位移，故小球和槽之間的相互作用力要做功，選項B錯誤； 當小球被彈簧反彈后，小球和弧形槽在水平方向上不受任何力的作用，故小球和槽在水平方向做速率不變的直線運動，選項C正確； 由于小球被彈簧反彈后，小球和槽組成的系統有水平向左的總動量，當小球回到最高點時，系統仍然具有水平向左的動量，按照機械能守恒觀點，小球所能回到的高度將小于h，選項D錯誤．