Question

【题目】如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2。则（　　）

A.若锁定滑块，小球通过最高点P时对轻杆的作用力为12N

B.若解除对滑块的锁定，滑块和小球组成的系统动量守恒

C.若解除对滑块的锁定，小球通过最高点时速度为3m/s

D.若解除对滑块的锁定，小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离为m

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．设小球到达最高点速度为vp，则

得

vP=m/s

对小球

F+mg=

得

F=2N

故A错误；

BC．若解除锁定，小球和滑块构成的系统水平方向动量守恒，由动量守恒得

mvm=MvM

机械能守恒得

得

vm=2m/s

故BC错误；

D．设小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离为xm，滑块运动的距离为xM，由系统水平方向动量守恒得

mxm=MxM

又

xm+xM=2L

得

x=m

故D正确。

故选D。