Question

10．在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m₀，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，由此碰撞过程中，下列哪些情况说法是可能的（　　）

• A． 小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v₁、v₂、v₃，满（M+m）v=Mv₁+mv₂+m₀v₃
• B． 摆球的速度不变，小车和木块的速度变化为v₁、v₂，满足Mv=Mv₁+mv₂
• C． 车和摆球的速度都变为v₁，木块的速度变化为v₂，满足（M+m₀）v=（M+m₀）v₁+mv₂
• D． 小摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v₁，满足Mv=（M+m）v₁

Answer 1

分析 在小车和木块碰撞的过程中，由于碰撞时间极短，小车和木块组成的系统动量守恒，摆球在碰撞瞬间速度不变．结合动量守恒定律列式分析．

解答 解：AC、在碰撞的瞬间，由于惯性，摆球的速度不变，故AC错误．
BD、由此碰撞过程中，由于碰撞时间极短，小车和木块组成的系统动量守恒，摆球的速度不变，以球的初速度方向为正方向，若碰后小车和木块的速度变v₁和v₂，由动量守恒定律得：Mv=Mv₁+mv₂．
若碰后小车和木块速度相同，小车和木块的速度都变为v₁，满足Mv=（M+m）v₁，故BD正确．
故选：BD

点评 解决本题的关键合理选择研究对象，要知道在碰撞的瞬间前后摆球的速度不变，没有参与碰撞，小车和木块组成的系统动量守恒．