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如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,小车左端靠在竖直墙壁上,其左侧...

如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,小车左端靠在竖直墙壁上,其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内.将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速度释放,物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.关于物块从A位置运动至C位置的过程,下列说法中正确的是( )
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A.在这个过程中,小车和物块构成的系统水平方向动量守恒
B.在这个过程中,物块克服摩擦力所做的功为mgR
C.在这个过程中,摩擦力对小车所做的功为mgR
D.在这个过程中,由于摩擦生成的热量为manfen5.com 满分网
A、系统所受合外力为零时,系统动量守恒; B、由动能定理或机械能守恒定律求出物块滑到B点时的速度, 然后由动量守恒定律求出物块与小车的共同速度,最后由动能定理求出物块克服摩擦力所做的功; C、由动能定理可以求出摩擦力对小车所做的功; D、由能量守恒定律可以求出摩擦生成的热量. 【解析】 A、在物块从A位置运动到B位置过程中,小车和物块构成的系统在水平方向受到的合力不为零,系统在水平方向动量不守恒,故A错误; B、物块从A滑到B的过程中,小车静止不动,对物块,由动能定理得:mgR=mv2-0,解得,物块到达B点时的速度 v=;在物块从B运动到C过程中,物块做减速运动,小车做加速运动,最终两者速度相等,在此过程中, 系统在水平方向动量守恒,由动量守恒定律可得mv=(M+m)v′,v′=,以物块为研究对象, 由动能定理可得:-Wf=mv′2-mv2,解得:Wf=mgR-,故B错误; C、对小车由动能定理得:Wf车=Mv′2=,故C错误; D、物块与小车组成的系统,在整个过程中,由能量守恒定律得:mgR=Q+(M+m)v′2,解得:Q=,D项正确; 故答案为:D.
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考点分析:
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