题目内容
【题目】两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,A球的动量是8kg·m/s,B球的动量是6kg·m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能为
A. pA=0,pB=l4kg·m/s
B. pA=4kg·m/s,pB=10kg·m/s
C. pA=6kg·m/s,pB=8kg·m/s
D. pA=7kg·m/s,pB=8kg·m/s
【答案】C
【解析】以A、B两球组成的系统为对象。设两球的质量均为m。当A球追上B球时发生碰撞,遵守动量守恒。由题,碰撞前总动量为:p=pA+pB=(8+6)kgm/s=14kgm/s。碰撞前总动能为:;
A、碰撞后总动量为p′=pA′+pB′=(0+14)kgm/s=14kgm/s,符合动量守恒定律。碰撞后总动能为,总动能增加,违反了能量守恒定律,不可能;故A错误。
B、碰撞后总动量为p′=pA′+pB′=(4+10)kgm/s=14kgm/s,符合动量守恒定律。碰撞后总动能为 ,总动能增加,违反了能量守恒定律,不可能。故B错误。
C、碰撞后总动量为p′=pA′+pB′=(6+8)kgm/s=14kgm/s,符合动量守恒定律。碰撞后总动能为,符合能量守恒定律,可能发生。故C正确。
D、碰撞后,总动量为p′=pA′+pB′=(7+8)kgm/s=15kgm/s,不符合动量守恒定律,是不可能发生的,故D错误。故选C。
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【题目】某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | |
x0 (cm) | 2.04 | 4.06 | 6.06 | 8.05 | 10.03 | 12.01 |
x(cm) | 2.64 | 5.26 | 7.81 | 10.30 | 12.93 | 15.41 |
n | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
k(N/m) | 163 | ① | 56.0 | 43.6 | 33.8 | 28.8 |
1/k(m/N) | 0.0061 | ② | 0.0179 | 0.0229 | 0.0296 | 0.0347 |
(1)将表中数据补充完整:______,________;
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图象______;
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=_______N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k=______N/m.