题目
一块方板,可以绕通过其一个水平边的光滑固定轴自由转动。最初板自由下垂。今有一小团粘土;垂直板面撞击方板并粘在板上。对粘土和方板系统;如果忽略空气阻力;在碰撞中守恒的量是()A. 机械能B. 绕木板转轴的角动量C. 动能D. 动量
一块方板,可以绕通过其一个水平边的光滑固定轴自由转动。最初板自由下垂。今有一小团粘土;垂直板面撞击方板并粘在板上。对粘土和方板系统;如果忽略空气阻力;在碰撞中守恒的量是()
A. 机械能
B. 绕木板转轴的角动量
C. 动能
D. 动量
题目解答
答案
B. 绕木板转轴的角动量
解析
步骤 1:分析系统受力情况
在粘土和方板系统中,由于方板绕通过其一个水平边的光滑固定轴自由转动,因此方板受到的重力和轴的支撑力在垂直方向上相互抵消,不产生水平方向的力。粘土垂直板面撞击方板并粘在板上,粘土和方板之间的相互作用力是内力,不改变系统的总角动量。
步骤 2:考虑角动量守恒
由于系统在碰撞过程中,外力矩为零,因此系统的角动量守恒。即在碰撞前后,粘土和方板系统的总角动量保持不变。
步骤 3:分析其他物理量
机械能、动能和动量在碰撞过程中可能不守恒,因为粘土和方板之间的碰撞可能产生非弹性碰撞,导致部分动能转化为内能,同时由于碰撞过程中的非保守力作用,机械能和动量可能不守恒。
在粘土和方板系统中,由于方板绕通过其一个水平边的光滑固定轴自由转动,因此方板受到的重力和轴的支撑力在垂直方向上相互抵消,不产生水平方向的力。粘土垂直板面撞击方板并粘在板上,粘土和方板之间的相互作用力是内力,不改变系统的总角动量。
步骤 2:考虑角动量守恒
由于系统在碰撞过程中,外力矩为零,因此系统的角动量守恒。即在碰撞前后,粘土和方板系统的总角动量保持不变。
步骤 3:分析其他物理量
机械能、动能和动量在碰撞过程中可能不守恒,因为粘土和方板之间的碰撞可能产生非弹性碰撞,导致部分动能转化为内能,同时由于碰撞过程中的非保守力作用,机械能和动量可能不守恒。