题目
3.一质点在光滑水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是 ()-|||-(A)动量守恒,角动量守恒; (B)角动量守恒,机械能守恒;-|||-(C)动量守恒,角动量不守恒; (D)动量不守恒,角动量不守恒。

题目解答
答案

解析
步骤 1:分析动量守恒
动量是物体的质量与速度的乘积,即 \( \vec{p} = m\vec{v} \)。在匀速圆周运动中,虽然速度的大小保持不变,但速度的方向不断变化,因此动量的方向也在不断变化。由于动量的方向变化,动量不守恒。
步骤 2:分析角动量守恒
角动量是位置矢量与动量的叉乘,即 \( \vec{L} = \vec{r} \times \vec{p} \)。在匀速圆周运动中,位置矢量 \( \vec{r} \) 和动量 \( \vec{p} \) 的方向始终垂直,且它们的大小保持不变,因此角动量的大小和方向都保持不变,角动量守恒。
步骤 3:分析机械能守恒
机械能包括动能和势能。在光滑水平面上做匀速圆周运动的质点,没有外力做功,因此机械能守恒。动能 \( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \) 保持不变,势能 \( E_p \) 为零,因此机械能守恒。
动量是物体的质量与速度的乘积,即 \( \vec{p} = m\vec{v} \)。在匀速圆周运动中,虽然速度的大小保持不变,但速度的方向不断变化,因此动量的方向也在不断变化。由于动量的方向变化,动量不守恒。
步骤 2:分析角动量守恒
角动量是位置矢量与动量的叉乘,即 \( \vec{L} = \vec{r} \times \vec{p} \)。在匀速圆周运动中,位置矢量 \( \vec{r} \) 和动量 \( \vec{p} \) 的方向始终垂直,且它们的大小保持不变,因此角动量的大小和方向都保持不变,角动量守恒。
步骤 3:分析机械能守恒
机械能包括动能和势能。在光滑水平面上做匀速圆周运动的质点,没有外力做功,因此机械能守恒。动能 \( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \) 保持不变,势能 \( E_p \) 为零,因此机械能守恒。