碰撞
1.两个球沿直线相向运动,碰撞后两球都静止.则可以推断( )
A.碰撞前两个球的动量一定相等
B.两个球的质量一定相等
C.碰撞前两个球的速度一定相等
D.碰撞前两个球的动量大小相等,方向相反
解析:两球碰撞过程动量守恒,由于碰撞后两球都静止,总动量为零,故碰撞前两个球的动量大小相等,方向相反,A错误,D正确;两球的质量是否相等不确定,故碰撞前两个球的速度是否相等也不确定,B、C错误.
答案:D
2.如图所示,在光滑水平面上有一静止的小车,用线系一小球,将球拉开后放开,球放开时小车保持静止状态,当小球落下以后与固定在小车上的油泥沾在一起,则从此以后,关于小车的运动状态是( )
A.静止不动 B.向右运动
C.向左运动 D.无法判断
解析:水平方向上,系统不受外力,因此在水平方向动量守恒,开始时小球水平方向动量为零,当撞到油泥,是完全非弹性碰撞,碰撞后总动量为零,故碰撞后二者速度为零,即小车静止不动,故A正确,B、C、D错误.
答案:A
3.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开了一定的距离,如图所示.具有动能E0的第1个物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘在一起,这个整体的动能为( )
A.E0 B. C. D.
解析:碰撞中动量守恒mv0=3mv1,得v1=,①
E0=mv,②
E′k=×3mv.③
由①②③得E′k=×3m=×=,故C正确.
答案:C
4.(多选)两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动,已知它们的质量分别是mA=4 kg,mB=2 kg,A的速度vA=3 m/s(设为正),B的速度vB=-3 m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别为( )
A.均为+1 m/s B.+4 m/s和-5 m/s
C.+2 m/s和-1 m/s D.-1 m/s和+5 m/s
解析:由动量守恒,可验证四个选项都满足要求.再看动能变化情况:Ek前=mAv+mBv=27 J
Ek后=mAvA′2+mBvB′2
由于碰撞过程中总动量不可能增加,所以应有Ek前≥Ek后,据此可排除B;选项C虽满足Ek前≥Ek后,但A、B沿同一直线相向运动,发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向,这显然是不符合实际的,因此C选项错误;验证A、D均满足Ek前≥Ek后,且碰后状态符合实际,故正确选项为A、D.
答案:AD
[A级 抓基础]
1.如图所示,木块A和B质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B与一轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在竖直挡板上,当A以4 m/s的速度向B撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,具有的弹簧势能大小为( )
A.4 J B.8 J
C.16 J D.32 J
解析:A与B碰撞过程动量守恒,有
mAvA=(mA+mB)vAB,所以vAB==2 m/s,
当弹簧被压缩到最短时,A、B的动能完全转化成弹簧的弹性势能,
所以Ep=(mA+mB)v=8 J.
答案:B