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,有一轻弹簧固定于其左端,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,由于弹力属于内力作用,故系统动量守恒

B. 当两物块相距最近时,甲物块的速率为零

C. 甲物块的速率可能达到5m/s

D. 当甲物块的速率为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0

【答案】AD

【解析】甲、乙两物块(包括弹簧)组成的系统在弹簧压缩过程中,系统所受的合外力为零,系统动量守恒,故A正确;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-mv=2mv,解得v=0.5m/s.故B错误.若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相同,则:mv-mv=-mv′+mv′,代入数据解得:v′=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-mv=mv′+mv′,代入数据解得:v′=-5m/s,当碰撞后,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C错误.甲、乙组成的系统动量守恒,若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相同,由动量守恒定律得:mv-mv=-mv′+mv′,代入数据解得:v′=2m/s;若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相反,由动量守恒定律得:mv-mv=mv′+mv′,代入数据解得:v′=0,故D正确.故选AD.

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