Question

问一道物理题，请写出正确答案及分析，谢谢

如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一个小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（）
A.小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C.小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D.小球离开C点以后，将做竖直上抛运动

Answer 1

从A→B的过程中，半圆槽对球的支持力N沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力N′方向相反指向左下方，因为有物块挡住，所以半圆槽不会向左运动，情形将与半圆槽固定时相同。但从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力N′方向向右下方，所以半圆槽要向右运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆运动，另一个与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力N与速度方向并不垂直，所以支持力会做功。所以A不对。又因为有物块挡住，在小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，即B也不对。当小球运动到C点时，它的两个分运动的速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，即D也不对。

正确答案是：小球在半圆槽内自B→C运动过程中，虽然开始时半圆槽与其左侧物块接触，但已不挤压，同时水平而光滑，因而系统在水平方向不受任何外力作用，故在此过程中，系统在水平方向动量守恒，所以正确答案应选C。

追问

如图5－9，图呢

追答

不用图，上面的解释看不懂吗？

追问

当小球运动到C点时，它的两个分运动的速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，不明白为什么

追答

因为小球在B→C过程中，半圆槽也要向右运动。因此小球在C点，既有竖直向上的分速度，又有水平向右的分速度，合速度是斜向上的。因此脱离C点，会做斜抛运动，而不是竖直上抛。

Answer 2

A 不正确，因为A到C的过程可分为两个阶段，一个是AB 一个是BC ,在AB过程中，只有重力做功，但是在BC 过程中，支持力是做负功的，所以A 不正确
B 不正确 ，在AC 过程中，水平方向的合力不为0.把小球与半圆槽看做系统的话，所以，水平方向动量不守恒
C 正确，在B到C的过程中，小球与半圆槽向右运动，系统在水平方向的合力为0,所以小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D 不正确，因为，小球离开C点后，在水平方向上有一个速度，所以，不做竖直上抛运动