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. 绕木板转轴的角动量B. 动量C. 机械能D. 动能
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. 绕木板转轴的角动量
B. 动量
C. 机械能
D. 动能
题目解答
答案
A. 绕木板转轴的角动量
解析
本题考查碰撞过程中的守恒量判断,需结合动量守恒、角动量守恒、机械能守恒的条件分析。
关键分析
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系统受力与动量守恒:
粘土和方板组成的系统,在碰撞瞬间,竖直方向受重力(外力)作用,水平方向无外力,但合外力不为零(重力存在),因此动量不守恒,排除B。 -
绕转轴的角动量守恒:
对固定轴(通过方板水平边),系统所受外力矩仅来自重力。碰撞瞬间,重力作用线通过转轴(方板初始下垂,重心在转轴正下方),重力对转轴的力矩为零;轴的支持力也通过转轴,力矩为零。因此,合外力矩为零,绕转轴的角动量守恒,A正确。 -
机械能与动能守恒:
粘土撞击方板后粘在一起,碰撞为完全非弹性碰撞,非弹性碰撞中动能不守恒(部分动能转化为内能),排除D;机械能包括动能和势能,动能不守恒则机械能也不守恒,排除C。