题目内容
【题目】小物块甲和乙质量相等,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,乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示,以下说法正确的是( )
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,受到弹簧弹力的冲量始终大小相等、方向相反
B.弹簧压缩到最短时,甲物块的速率为零
C.甲物块的速率可能达到5m/s
D.当乙离开弹簧与甲分开时,甲和乙的速度相等
【答案】A
【解析】
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,弹簧对甲的作用力方向向右,弹簧对乙的作用力方向向左,大小相等,由公式可知,甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,受到弹簧弹力的冲量始终大小相等、方向相反,故A正确;
B.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,由动量守恒定律得
解得
故B错误;
C.若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相同,则
代入数据代入解得
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
代入数据解得
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C错误;
D.甲、乙速度相等时由于弹簧处于压缩状态,乙接着减速,甲加速,当弹簧恢复原长时,乙离开弹簧与甲分离,此时甲的速度大于乙的速度,故D错误。
故选A。
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