题目内容
【题目】质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示,则( )
A. 甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒
B. 当两物块相距最近时,物块甲的速率为零
C. 当物块甲的速率为1m/s时,物块乙的速率可能为2m/s,也可能为0
D. 物块甲的速率不可能达到5m/s
【答案】CD
【解析】甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,系统所受的合外力为零,动量守恒.故A错误.当两物块相距最近时速度相同,取碰撞前乙的速度方向为正方向,设共同速率为v,根据动量守恒定律得到mv乙-mv甲=2mv,解得v=0.5m/s.故B错误.若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相同,则由mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′,代入解得v乙′=2m/s.若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相反,则由mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′,代入解得v乙′=0.故C正确.若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相同,则mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′,代入解得v乙′=6m/s.两个物体的速率都增大,动能都增大,违反了能量守恒定律.若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相反,则mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′,代入解得v乙′=-4m/s,可以,碰撞后,乙的动能不变,甲的动能增加,系统总动能增加,违反了能量守恒定律.所以物块甲的速率不可能达到5m/s.故D正确.故选CD.
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