Question

如圖6所示，一輕桿兩端分別固定a、b兩個半徑相等的光滑金屬球，a球質量大于b球質量．整個裝置放在光滑的水平地面上，將此裝置從圖示位置由靜止釋放，則  (    )

A．在b球落地前瞬間，a球的速度方向向右

B．在b球落地前瞬間，a球的速度方向向左

C．在b球落地前瞬間，b球的速度方向向右

D．在b球落地前的整個過程中，輕桿對b球做的功為零

Answer 1

D

分析：整個裝置下落過程中，水平方向沒有外力，水平方向的動量守恒．原來系統(tǒng)水平方向的動量為零，在b球落地前瞬間，系統(tǒng)水平方向的動量仍為零，a的速度一定為零．a(chǎn)球原來速度為零，b落地瞬間速度仍為零，根據(jù)動能定理分析桿對a做功為零．在b球下落過程中，系統(tǒng)的機械能守恒，根據(jù)守恒條件分析桿對a球和b球做功關系，確定輕桿對b球做的功．
解：
A、B、C、對兩球及桿系統(tǒng)，在b球落地前瞬間，b球的水平速度為零，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒，系統(tǒng)初始動量為零，則此時a球的速度必定為零，故A、B、C均錯誤；
D、設桿對a球做功W₁，對b球做功W₂，系統(tǒng)機械能守恒，則除了重力之外的力的功必定為零，即W₁+W₂=0，對a球由動能定理可知W₁=0，故W₂=0．故D正確．
故選D．