题目内容

19.物体a的质量ma=1kg,物体b的质量mb=2kg,物体a乙某一速度与静止在光滑水平面上的物体b发生正碰,碰撞时间不计,碰撞前后物体a的x-t图象如图所示,则(  )
A.碰撞前后物体a的速度方向发生变化
B.碰撞前后系统的机械能守恒
C.碰撞后b的速度为1.5m/s
D.碰撞过程b的动量减小3kg•m/s

分析 根据位移时间图线的斜率得出碰撞前后a、b的速度,根据动量守恒定律求出碰撞后b的速度,求出碰撞前后系统的总动能,分析系统机械能是否守恒.

解答 解:A、由位移时间图线知,碰撞前a的速度${v}_{1a}=\frac{4}{1}m/=4m/s$,碰撞后a的速度${v}_{2a}=\frac{6-4}{2}m/s=1m/s$,可知碰撞前后a的速度大小发生变化,方向不变,故A错误.
B、规定a的速度方向为正方向,根据动量守恒得,mav1a=mav2a+mbvb,代入数据解得碰撞后b的速度vb=1.5m/s,碰撞前系统总动能${E}_{k}=\frac{1}{2}{m}_{a}{{v}_{a1}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×16J=8J$,碰撞后系统的总动能${E}_{k}′=\frac{1}{2}{m}_{a}{{v}_{2a}}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{b}{{v}_{b}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×1+\frac{1}{2}×2×2.25J=2.75J$,可知碰撞前后系统的机械能不守恒,故B错误,C正确.
D、碰撞过程中b的动量增加,增加量△p=mbvb=2×1.5kgm/s=3kgm/s,故D错误.
故选:C.

点评 本题考查了动量守恒和位移时间图线的基本运用,知道a、b在碰撞过程中动量守恒,通过碰撞前后的总动能可以判断机械能是否守恒.

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