题目
如图所示,一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O旋转,初始状态为静止悬挂.现有一个小球自左方水平打击细杆.设小球与细杆之间为非弹性碰撞.则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统( )A.只有机械能守恒B.只有动量守恒C.只有对转轴O的角动量守恒D.机械能、动量和角动量均守恒
如图所示,一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O旋转,初始状态为静止悬挂.现有一个小球自左方水平打击细杆.设小球与细杆之间为非弹性碰撞.则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统( )


- A.只有机械能守恒
- B.只有动量守恒
- C.只有对转轴O的角动量守恒
- D.机械能、动量和角动量均守恒
题目解答
答案
C. 只有对转轴O的角动量守恒
解析
考查要点:本题主要考查碰撞过程中不同守恒定律的适用条件,特别是角动量守恒的应用。
解题核心思路:
- 动量守恒:系统受外力(如重力、轴的支持力)作用,总动量不守恒,排除选项B、D。
- 机械能守恒:非弹性碰撞会导致动能损失,机械能不守恒,排除选项A。
- 角动量守恒:碰撞瞬间外力矩的冲量可忽略,系统对转轴O的角动量守恒,选择选项C。
破题关键点:
- 明确外力矩对角动量的影响是否显著,碰撞瞬间外力矩的冲量可忽略,因此角动量守恒。
选项分析
A. 只有机械能守恒
非弹性碰撞中,小球与细杆黏合,部分动能转化为热能等其他形式能量,机械能不守恒,排除。
B. 只有动量守恒
系统受重力和轴的支持力作用,总外力不为零,动量不守恒,排除。
C. 只有对转轴O的角动量守恒
碰撞瞬间,外力(重力、支持力)的冲量极小,可忽略,内力的冲量矩决定角动量守恒,正确。
D. 机械能、动量和角动量均守恒
因机械能和动量均不守恒,排除。