题目
如图所示,一匀质木球固结在一细棒下端,且可绕水平光滑固定轴O转动,今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中,则在此击中过程中,木球、子弹、细棒系统的__________守恒,原因是__________;木球被击中后棒和球升高的过程中,木球、子弹、细棒、地球系统的___________守恒。
如图所示,一匀质木球固结在一细棒下端,且可绕水平光滑固定轴O转动,今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中,则在此击中过程中,木球、子弹、细棒系统的__________守恒,原因是__________;木球被击中后棒和球升高的过程中,木球、子弹、细棒、地球系统的___________守恒。

题目解答
答案
答案为:水平方向动量;木球、子弹、细棒组成的系统水平方向不受外力;机械能。
解析
考查要点:本题主要考查动量守恒条件和机械能守恒条件的应用,需结合具体受力分析判断不同过程中的守恒量。
解题核心思路:
- 击中过程:分析系统受力,判断水平方向是否满足动量守恒的条件(即外力矢量和为零)。
- 升高过程:判断系统是否只有保守力做功,从而确定机械能是否守恒。
破题关键点:
- 水平方向动量守恒的关键在于系统水平方向不受外力(支点的力为竖直方向)。
- 机械能守恒的关键在于系统内只有重力做功(地球参与系统,重力为保守力)。
击中过程中系统的守恒量
- 系统组成:木球、子弹、细棒。
- 受力分析:
- 外力:支点O的力(竖直方向)、重力(竖直方向)。
- 内力:子弹与木球间的摩擦力、细棒的弹力。
- 动量守恒条件:
- 水平方向:系统未受外力(支点力和重力均竖直),因此水平方向动量守恒。
- 竖直方向:存在支点力和重力,动量不守恒。
升高过程中的守恒量
- 系统组成:木球、子弹、细棒、地球。
- 能量分析:
- 木球和子弹上升时,重力做负功,但重力为保守力,且地球参与系统。
- 系统内无非保守力(如空气阻力)做功,因此机械能守恒。