题目
如图所示,两重物M1和M2的质量分别为m1和m2,两重物系在不计重量的软绳上,绳绕过均质定滑轮,滑轮半径r,质量为M,则此滑轮系统的动量为:() A B C D
如图所示,两重物M1和M2的质量分别为m1和m2,两重物系在不计重量的软绳上,绳绕过均质定滑轮,滑轮半径r,质量为M,则此滑轮系统的动量为:()

题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查对动量概念的理解,以及在滑轮系统中各物体运动关系的分析能力。关键在于明确动量是矢量,需考虑各物体运动方向对总动量的贡献,同时注意滑轮本身的运动特性。
解题核心思路:
- 动量定义:动量为物体质量与速度的乘积,方向与速度一致。
- 滑轮特性:定滑轮轴固定,滑轮本身仅绕轴转动,质心无平动,因此滑轮的线动量为零。
- 系统运动分析:两重物速度大小相等、方向相反,总动量为两物体动量的矢量和。
破题关键点:
- 忽略滑轮转动对线动量的影响(滑轮无平动,线动量为零)。
- 正确处理两物体速度方向的差异,确定总动量的表达式。
系统动量的组成分析
- 重物M₁的动量:
若系统运动方向以M₁向下为正,则M₁的速度为$v$,动量为$m_1 v$。 - 重物M₂的动量:
由于绳子不可伸长,M₂速度大小与M₁相同,但方向相反,速度为$-v$,动量为$m_2 (-v) = -m_2 v$。 - 滑轮的动量:
滑轮仅绕轴转动,质心无平动,因此线动量为零。
总动量计算
将两物体的动量相加:
$P_{\text{总}} = m_1 v - m_2 v = (m_1 - m_2) v$
关键结论:
滑轮质量$M$和转动惯量$\frac{1}{2}Mr^2$不影响线动量,因此选项中包含$\frac{1}{2}M$的项(如选项C)错误。