解题思路:以小球和小车组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,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.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;
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=MV2①
①式两边同时乘以t得
mV1t=MV2t
也就是,mS1=MS2②
小球和小车共走过的距离为2L
也就是S1+S2=2L③
②③联立,就可以解出
S2=
2Lm
(M+m),故D正确
故选BD.
点评:
本题考点: 动量守恒定律.
考点点评: 本题对照机械能和动量守恒的条件进行判断.对于系统而言,机械能守恒、总动量不守恒,但由于系统所受的外力都在竖直方向上,系统水平方向上动量守恒.