Question

一辆小车装一单摆，小车放在光滑的水平面上，如图所示．开始时将摆球拉至某一高度（小车和摆球都静止）．当将摆球无初速释放后，做自由摆动时（ ）

A．在摆动过程中，摆绳的拉力对摆球不做功
B．不计空气阻力，在摆动过程中，摆球的机械能守恒
C．在摆动过程中，地面对小车的弹力保持不变
D．小球摆至最高点时，小球相对小车的速度为零

Answer

小球在摆动的过程中，通过拉力方向与小球运动轨迹的方向关系，判断拉力做功与否，从而确定小球的机械能是否守恒，通过牛顿第二定律判断拉力与小球重力的关系，从而得知地面对小车的弹力变化．根据动量守恒定律求出小球摆至最高点时，小车的速度．
【解析】
A、小球在摆动的过程中，小车在来回摆动，知拉力的方向与小球的实际运动轨迹不再垂直，所以拉力做功，小球的机械能不守恒．故A、B错误．
C、在摆动的过程中，根据牛顿第二定律知，绳子的拉力与小球的重力不等，且拉力在变化，对小车分析，地面对小车的弹力在变化．故C错误．
D、根据动量守恒定律得，当小球摆至最高点时，小车的速度为0，小球相对于小车的速度为零．故D正确．
故选D．