Question

一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中，若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ，则（ ）
①过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量
②过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小
③过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和
④过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能．
A．①④
B．②④
C．①③
D．②③

Answer

根据动量定理分析动量的改变量与冲量的关系．过程Ⅰ中钢珠只受到重力，钢珠动量的改变量等于重力的冲量．过程Ⅱ中，钢珠受到重力和阻力，动量的改变量不等于零，合力的冲量不等于零．对于整个过程研究，根据动能定理分析克服阻力所做的功与重力做功的关系．重力做功多少，钢珠的重力势能就减小多少．根据能量守恒定律判断过程Ⅱ中损失的机械能与过程Ⅰ中钢珠所增加的动能的关系．
【解析】
①过程Ⅰ中钢珠只受到重力，根据动量定理分析得知，钢珠动量的改变量等于重力的冲量．故①正确．
②过程Ⅱ中钢珠受到重力和阻力，动量的改变量不等于零，根据动量定理可知，重力和阻力的总冲量不等于零，则阻力的冲量的大小不等于过程Ⅰ中重力冲量的大小．由于动量改变量为负值，则过程Ⅱ中阻力的冲量的大小大于过程Ⅰ中重力冲量的大小．故②错误．
③对于整个过程：钢珠动能的变化量，根据动能定理得知，整个过程重力做功等于钢珠克服阻力做功，而整个重力做功等于整个过程中钢珠所减少的重力势能，所以过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和．故③正确．
④根据功能关系分析得知，过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅱ中钢珠克服阻力做功，不等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能．故④错误．
故选C