Question

19．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑，则（　　）

• A． 被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
• B． 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
• C． 在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
• D． 被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球不能回到槽高h处

Answer 1

分析 由动量守恒的条件可以判断动量是否守恒；由功的定义可确定小球和槽的作用力是否做功；由小球及槽的受力情况可知运动情况；由机械守恒及动量守恒可知小球能否回到最高点．

解答 解：小球在槽上运动时，由于小球受重力，故两物体组成的系统外力之和竖直方向不为零，故动量不守恒；水平方向系统的动量守恒；当小球与弹簧接触后，小球受外力，故动量不再守恒；整个的过程中，球与槽、弹簧组成的系统的机械能守恒．
A、被弹簧反弹后，小球和槽作用的过程中，槽受到的合力的方向向左，向左做加速运动．故A错误；
B、下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力的方向和位移的方向不垂直，故两力均做功，故B错误；
C、小球在槽上运动时，由于小球受重力，故两物体组成的系统外力之和竖直方向不为零，故动量不守恒．故C错误；
D、小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被反弹后球与槽的速度相等，小球不能滑到槽上，不能达到高度h，故D正确；
故选：D．

点评 解答本题要明确动量守恒的条件，以及在两球相互作用中同时满足机械能守恒，应结合两点进行分析判断．