问题标题:
如图所示,绳长为L,小球质量为m,小车质量为M,将m拉至水平右端后放手,则(水平面光滑)()A.系统的动量守恒B.水平方向任意时刻m与M的动量等大反向C.m不能向左摆到原高度D
问题描述:
如图所示,绳长为L,小球质量为m,小车质量为M,将m拉至水平右端后放手,则(水平面光滑)()
A.系统的动量守恒
B.水平方向任意时刻m与M的动量等大反向
C.m不能向左摆到原高度
D.M向右移动的最大距离为
李智梁回答:
A、当小球向下摆动的过程中,竖直方向具有向上的分加速度,小车和小球整体处于超重状态,即可得知整体所受的合力不为零,总动量不守恒.故A错误
B、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,满足水平方向动量守恒定律,开始系统水平方向动量为零,所以水平方向任意时刻m与M的动量等大反向,故B正确
C、以小球和小车组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,所以m能向左摆到原高度,故C错误
D、小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,初始时总动量为0,
根据动量守恒,总有mV1=MV2 ①
①式两边同时乘以t得
mV1t=MV2t
也就是,mS1=MS2 ②
小球和小车共走过的距离为2L
也就是S1+S2=2L ③
②③联立,就可以解出
S2=2Lm(M+m)
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