题目
如图所示,一细线将一小球在吊在天花板上做自由摆动 (忽略空气阻力),分别则在相对于地面静止的参考系中和相对以(,为真空中的光速)作直线运动的参考系观测,下列说法正确的是( )A.在两个参考系中,系统的机械能都守恒B.在两个参考系中,系统的机械能都不守恒C.对于两个参考系,功能原理都成立D.对于两个参考系,功能原理都不成立
如图所示,一细线将一小球在吊在天花板上做自由摆动 (忽略空气阻力),分别则在相对于地面静止的参考系中和相对
以
(
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为真空中的光速)作直线运动的参考系
观测,下列说法正确的是( )

A.在两个参考系中,系统的机械能都守恒
B.在两个参考系中,系统的机械能都不守恒
C.对于两个参考系,功能原理都成立
D.对于两个参考系,功能原理都不成立
题目解答
答案
解:两个参考系都属于惯性参考系,牛顿定律和一切力学定律都适用于两个参考系。
所以本题选
解析
本题考查惯性参考系中机械能守恒和功能原理的应用。关键点在于:
- 惯性参考系中牛顿定律成立,机械能守恒的条件是只有保守力做功;
- 功能原理指出机械能的改变等于非保守力所做的功;
- 本题中,小球摆动时拉力不做功,重力为保守力,因此机械能守恒;
- 两个惯性参考系(S和S')中,力学规律相同,机械能守恒和功能原理均成立。
选项分析
选项A:在两个参考系中,系统的机械能都守恒
- 机械能守恒条件:只有保守力做功。
- 在S系中,小球摆动时,重力为保守力,拉力方向始终与运动方向垂直,不做功,因此机械能守恒。
- S'系是惯性系,与S系等价,受力情况相同,机械能同样守恒。
- 结论:选项A正确。
选项B:在两个参考系中,系统的机械能都不守恒
- 与选项A矛盾,结论错误。
选项C:对于两个参考系,功能原理都成立
- 功能原理:机械能的改变等于非保守力所做的功。
- 本题中机械能守恒,说明非保守力做功为零,功能原理自然成立。
- 结论:选项C正确。
选项D:对于两个参考系,功能原理都不成立
- 与选项C矛盾,结论错误。