如图所示,物体A、B的质量分别为m、2m,物体B置于水平面上,B物体上部半圆型槽的半径为R,将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放,一切摩擦均不计.则( )A. A不能到达B圆槽的左侧最高点B. A运动到圆槽的最低点速度为2gRC. B一直向右运动D. B向右运动的最大位移大小为2R3
问题描述:
如图所示,物体A、B的质量分别为m、2m,物体B置于水平面上,B物体上部半圆型槽的半径为R,将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放,一切摩擦均不计.则( )
A. A不能到达B圆槽的左侧最高点
B. A运动到圆槽的最低点速度为
2gR
C. B一直向右运动
D. B向右运动的最大位移大小为
2R 3
答
知识点:本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合,知道A、B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A到达左侧的最高点时,B向右的位移最大.
A、设A到达左侧最高点的速度为v,根据动量守恒定律知,由于初动量为零,则末总动量为零,即v=0,根据能量守恒定律知,A能到达B圆槽左侧的最高点.故A错误.
B、设A到达最低点时的速度为v,根据动量守恒定律得:0=mv-2mv′,
解得:v′=
,v 2
根据能量守恒定律得:mgR=
mv2+1 2
•2m(1 2
)2,v 2
解得:v=
.故B错误.
4gR 3
C、因为A和B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A在水平方向上的速度向左时,B的速度向右,当A在水平方向上的速度向右时,则B的速度向左.故C错误.
D、因为A和B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A运动到左侧最高点时,B向右运动的位移最大,设B向右的最大位移为x,根据动量守恒定律得:m(2R-x)=2mx,
解得:x=
R.故D正确.2 3
故选:D.
答案解析:物体A和B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A到达左侧的最高点时,水平方向上的速度相等,竖直方向上的速度为零,根据动量守恒定律和能量守恒定律求出A上升的最大高度以及到达最低点的速度.当A运动到左侧最高点时,B向右的位移最大,根据动量守恒定律求出最大位移的大小.
考试点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
知识点:本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合,知道A、B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A到达左侧的最高点时,B向右的位移最大.