题目内容
4.在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球的质量为m0,小车(和单摆)以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,如图所示,碰撞的时间极短,在碰撞过程中,下列情况可能发生的是( )A. | 小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2,满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2 | |
B. | 小车、木块、摆球的速度都发生变化分别为v1、v2、v3,满足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3 | |
C. | 摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足Mv=Mv1+mv2 | |
D. | 摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v′,满足Mv=(M+m)v′ |
分析 在小车和木块碰撞的过程中,由于碰撞时间极短,小车和木块组成的系统动量守恒,摆球在瞬间速度不变.
解答 解:AB、在碰撞过程中,由于惯性,摆球的速度不变.故AB错误.
C、摆球的速度不变,小车和木块组成的系统动量守恒,若碰后小车和木块的速度变v1和v2,取向右为正方向,根据动量守恒有:Mv=mv1+mv2.故C正确.
D、摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v′,取向右为正方向,根据动量守恒定律有:Mv=(M+m)v′.故D正确.
故选:CD
点评 解决本题的关键合理选择研究对象,知道在碰撞的瞬间前后摆球的速度不变,没有参与碰撞,明确小车和木块组成的系统动量守恒.
练习册系列答案
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