题目
下列说法中正确的有( )A. 一个质点在一个过程中如果其动量守恒,其动能也一定守恒B. 一个质点在一个过程中如果其动量守恒,其机械能也一定守恒C. 几个物体组成的物体系统在一个过程中如果动量守恒,其机械能也一定守恒D. 几个物体组成的物体系统在一个过程中如果机械能守恒,其动量也一定守恒
下列说法中正确的有( )
A. 一个质点在一个过程中如果其动量守恒,其动能也一定守恒
B. 一个质点在一个过程中如果其动量守恒,其机械能也一定守恒
C. 几个物体组成的物体系统在一个过程中如果动量守恒,其机械能也一定守恒
D. 几个物体组成的物体系统在一个过程中如果机械能守恒,其动量也一定守恒
题目解答
答案
A.一个质点在一个过程中如果其动量守恒,其动能也一定守恒
解析
考查要点:本题主要考查动量守恒与机械能守恒的关系,需明确两者的区别及相互制约条件。
解题核心思路:
- 动量守恒的条件是系统所受合外力为零,或内力远大于外力。
- 机械能守恒的条件是只有保守力做功,或非保守力不做功。
- 动量守恒与机械能守恒的独立性:动量守恒时机械能不一定守恒,机械能守恒时动量也不一定守恒。
破题关键点:
- 质点动量守恒时,速度大小和方向均不变,故动能必然守恒(选项A正确)。
- 系统动量守恒时,若存在非保守力做功(如摩擦力),机械能可能不守恒(选项C错误)。
- 机械能守恒时,若存在外力做功(如重力作用),动量可能不守恒(选项D错误)。
选项分析
选项A
若质点动量守恒,则其动量大小和方向均不变。动量大小为 $p = mv$,动能为 $E_k = \frac{1}{2}mv^2$。
关键推导:
- $p$ 不变 $\Rightarrow mv$ 不变 $\Rightarrow v$ 的大小和方向均不变。
- $v$ 大小不变 $\Rightarrow E_k$ 必然守恒。
结论:选项A正确。
选项B
动量守恒仅保证动能守恒,但机械能还包括势能。
反例:质点在光滑水平面上匀速运动(动量守恒),若进入粗糙区域,摩擦力做功使机械能减少,但动量仍守恒。
结论:选项B错误。
选项C
系统动量守恒时,若内部存在非保守力(如碰撞中的摩擦),机械能可能不守恒。
反例:两物体碰撞后粘合,动量守恒但机械能有损失。
结论:选项C错误。
选项D
机械能守恒时,系统可能受外力作用(如重力),导致动量不守恒。
反例:物体沿光滑斜面下滑,机械能守恒但动量(方向变化)不守恒。
结论:选项D错误。