(2004?德陽一模)一輕質(zhì)彈簧,上端懸掛于天花板,下端系一質(zhì)量為M的平板,處于平衡狀態(tài),一質(zhì)量為m的均勻環(huán)套在彈簧外,與平板的距離為h,如圖所示,讓環(huán)自由下落,撞擊平板,已知碰后環(huán)與板以相同的速度向下運(yùn)動(dòng)使彈簧伸長,說法正確的是( 。
①若碰撞時(shí)間極短,則碰撞過程中環(huán)與板的總動(dòng)量守恒
②若碰撞時(shí)間極短,則碰撞過程中環(huán)與的總機(jī)械能守恒
③環(huán)撞擊后,板的新的平衡位置與h的大小無關(guān)
④在碰后環(huán)和板一起下落過程中,它們減少的動(dòng)能等于克服彈簧彈力所做的功.
分析:圓環(huán)與圓板碰撞過程,時(shí)間極短,內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)總動(dòng)量守恒,由于碰后速度相同,為完全非彈性碰撞,機(jī)械能不守恒;碰撞后環(huán)與板共同下降的過程中,環(huán)與板以及彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
解答:解:①、圓環(huán)與平板碰撞過程,若碰撞時(shí)間極短,內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)總動(dòng)量守恒,由于碰后速度相同,為完全非彈性碰撞,機(jī)械能不守恒,減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故①正確,②錯(cuò)誤;
③、碰撞后平衡時(shí),有
kx=(m+M)g
即碰撞后新平衡位置與下落高度h無關(guān),故③正確;
④、碰撞后環(huán)與板共同下降的過程中,它們動(dòng)能和重力勢(shì)能的減少量之和等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量,故④錯(cuò)誤;
故選D.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是抓住碰撞過程和碰撞后下降的兩個(gè)過程,碰撞過程動(dòng)量守恒,之后環(huán)與板及彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒
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