Question

如圖6所示，水平光滑地而上停放著一輛質(zhì)最為M的小車(chē)，小車(chē)左端靠在豎直墻壁上，其左側(cè)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB是光滑的，軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切，整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)。將質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)無(wú)初速釋放，物塊沿軌道滑行至軌道未端C處恰好沒(méi)有滑出。重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計(jì)，關(guān)于物塊從A位置運(yùn)動(dòng)至C位置的過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是                                              （   ）

A．在這個(gè)過(guò)程中，小車(chē)和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒

B．在這個(gè)過(guò)程中，物塊克服摩擦力所做的功為

C．在這個(gè)過(guò)程中，摩擦力對(duì)小車(chē)所做的功為

D．在這個(gè)過(guò)程中，由于摩擦生成的熱量為

Answer 1

D

分析：A、系統(tǒng)所受合外力為零時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒；
B、由動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律求出物塊滑到B點(diǎn)時(shí)的速度，
然后由動(dòng)量守恒定律求出物塊與小車(chē)的共同速度，最后由動(dòng)能定理求出物塊克服摩擦力所做的功；
C、由動(dòng)能定理可以求出摩擦力對(duì)小車(chē)所做的功；
D、由能量守恒定律可以求出摩擦生成的熱量．
解答：解：A、在物塊從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置過(guò)程中，小車(chē)和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向受到的合力不為零，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；
B、物塊從A滑到B的過(guò)程中，小車(chē)靜止不動(dòng)，對(duì)物塊，由動(dòng)能定理得：mgR=mv²-0，解得，物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度；在物塊從B運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中，物塊做減速運(yùn)動(dòng)，小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，最終兩者速度相等，在此過(guò)程中，
系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可得mv=（M+m）v′，v′=，以物塊為研究對(duì)象，
由動(dòng)能定理可得：-W_f=mv′²-mv²，解得：W_f=mgR-，故B錯(cuò)誤；
C、對(duì)小車(chē)由動(dòng)能定理得：W_f車(chē)=Mv′²=，故C錯(cuò)誤；
D、物塊與小車(chē)組成的系統(tǒng)，在整個(gè)過(guò)程中，由能量守恒定律得：mgR=Q+（M+m）v′²，解得：Q=，D項(xiàng)正確；
故答案為：D．
點(diǎn)評(píng)：動(dòng)量守恒條件是：系統(tǒng)所受合外力為零，對(duì)物體受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒；熟練應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定律、能量守恒定律即可正確解題．