Question

【题目】如图所示，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断中正确的是(　　)

A. 第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小不相等

B. 第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等

C. 第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同

D. 发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置

Answer 1

【答案】D

【解析】A、两球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平方向两球组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有：，两球碰撞是弹性的，故机械能守恒，即：，解两式得：，，可见第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等，方向相反，A错误；

B、由前面分析知两球速度大小相等，因两球质量不相等，故两球碰后的动量大小不相等，B错误；

C、两球碰后上摆过程，机械能守恒，故上升的最大高度相等，摆长也相等，故两球碰后的最大摆角相同，C错误；

D、由单摆的周期公式：可知，两球摆动周期相同，经半个周期后，两球在平衡位置处发生第二次碰撞，D正确；

故选D。