Question

14．如圖所示，一勻質(zhì)細桿可繞通過上端與桿垂直的水平光滑固定軸O旋轉(zhuǎn)，初始狀態(tài)為靜止懸掛．現(xiàn)有一個小球自左方水平打擊細桿．設(shè)小球與細桿之間為非彈性碰撞．則在碰撞過程中對細桿與小球這一系統(tǒng)（　�。�

• A． 只有機械能守恒
• B． 只有動量守恒
• C． 只有對轉(zhuǎn)軸O的角動量守恒
• D． 機械能、動量和角動量均守恒

Answer 1

分析 根據(jù)機械能守恒的條件可得機械能是否守恒，根據(jù)動量守恒的條件判定動量是否守恒；根據(jù)角動量守恒的條件判定角動量是否守恒．

解答 解：A、由題可知，小球與細桿之間為非彈性碰撞，所以該過程中機械能不守恒．故A錯誤；
B、對小球和桿進行受力分析可知，在小球與桿碰撞的過程中，除小球與桿的作用外，桿還受到固定轉(zhuǎn)軸O點的作用力，由于O是轉(zhuǎn)軸，在小球與桿碰撞的過程中對桿的作用力既有豎直方向的分力，還有水平方向的分力，小球與桿在水平方向的動量不守恒．故B錯誤；
C、D、以小球與桿組成的系統(tǒng)為研究對象，可知桿受到重力與轉(zhuǎn)軸O的作用力，力的作用線都過轉(zhuǎn)軸O點；在碰撞的過程中小球受到的重力也過O點，所以系統(tǒng)受到的力除過O點的作用力外，合外力是0，所以小球與桿組成的系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸O的角動量守恒．結(jié)合AB的分析可知，在碰撞過程中對細桿與小球這一系統(tǒng)只有對轉(zhuǎn)軸O的角動量守恒．故C正確，D錯誤．
故選：C

點評 該題考查機械能守恒的條件、動量守恒的條件和角動量守恒的條件，結(jié)合相關(guān)的條件分析即可．
其中由于角動量守恒的條件屬于高中物理競賽的范圍，參加競賽的同學可以選做該題．