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- 2021-05-27 发布
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第2点 系统动量守恒的四种外力特征
当某一系统动量守恒时,往往具有下列四种外力特征中的一种情况:
1.物体不受外力作用.
2.物体受外力作用,但合外力为零.
3.物体受外力作用,合外力也不为零,但合外力远远小于物体间的相互作用(即系统内力远大于外力).
4.物体受外力作用,合外力也不为零,但在某一方向上合力为零,则物体在这一方向上动量守恒.
对点例题 如图1所示的装置中,
图1
木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧组成的系统作为研究对象,则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中( )
A.动量守恒、机械能守恒
B.动量不守恒、机械能不守恒
C.动量守恒、机械能不守恒
D.动量不守恒、机械能守恒
解题指导 对本题中子弹、木块、弹簧组成的系统来说,子弹射入木块,压缩弹簧,受到墙对系统向右的弹力,动量不守恒.
机械能守恒的条件是:重力和弹力以外的力对系统不做功,系统内不发生机械能和其他形式能的转换.本题中墙对系统的弹力并未做功(无位移),但子弹射入木块的过程中部分机械能转变为系统的内能(发热),系统机械能不守恒,故B选项正确.
答案 B
方法总结 判断系统是否动量守恒时,一定要先分清哪些是内力,哪些是外力,然后紧扣四种外力特征,做出正确判断.
1.如图2所示,在光
图2
滑的水平面上有一静止的斜面,斜面光滑,现有一个小球从斜面顶端由静止释放,在小球下滑的过程中,以下说法正确的是( )
A.斜面和小球组成的系统动量守恒
B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒
C.斜面向右运动
D.斜面静止不动
答案 BC
解析 斜面受到的重力、地面对它的支持力以及球受到的重力,这三个力的合力不为零(球有竖直向下的加速度),故斜面和小球组成的系统动量不守恒,A选项错误.但在水平方向上系统不受外力,故水平方向动量守恒,B选项正确.由水平方向动量守恒知斜面向右运动,C选项正确,D选项错误.
图3
2.如图3所示,两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平面内,两静止小球m1、m2分别穿在两杆上,两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧,现给小球m2一个水平向右的初速度v0.如果两杆足够长,则在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.m1、m2系统动量不守恒
B.弹簧最长时,其弹性势能为m2v
C.m1、m2速度相同时,共同速度为
D.m1、m2及弹簧组成的系统机械能守恒
答案 CD
解析 两球运动过程中,满足动量守恒和机械能守恒,并且弹簧最长时v1=v2=v′.
由m2v0=m1v1+m2v2,
m2v=m1v+m2v+Ep,
可得共同速度v′=,
弹簧最长时Ep=.
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