如图所示,绳长为L,小球质量为m,小车质量为M,将m拉至水平右端后放手,则(水平面光滑)(  )

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  • 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=MV2

    ①式两边同时乘以t得

    mV1t=MV2t

    也就是,mS1=MS2

    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.

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