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

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

练习册系列答案
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【题目】如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度。

①对于上述实验操作,下列说法正确的是________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平

D.小球1质量应大于小球2的质量

②上述实验除需测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有________

AAB两点间的高度差h1

BB点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2

D.小球1和小球2的半径r

③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失;

④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤12的操作,得到两球落在斜面上的平均落点MPN。用刻度尺测量斜面顶点到MPN三点的距离分别为l1l2l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示)

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