题目内容
如图3所示，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.在此碰撞过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的( )
图3
A.小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(M＋m0)v=Mv1＋mv2＋mv3
B.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足Mv=Mv1＋mv2
C.摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v′，满足Mv=(M＋m)v′?
D.小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(M＋m0)v=(M＋m0)v1+mv2
BC
解析:
显然,此题涉及到的研究对象有三个:小车、木块及小球.在生活中，这样的碰撞给人的感觉比较常见的是碰后三个速度各不相等，这样我们很容易列出选项A中的方程.而这个选项是错误的,原因是没有抓住题设条件或碰撞的特点,那就是“时间极短”,我们注意到:小车与木块的作用是直接进行的,而摆球与小车的作用是通过绳子进行的.在小车与木块相互作用时,绳子还是竖直的,摆球水平方向的速度不会有任何改变,只有当小车与木块碰完后,小车与摆球的速度不再相等,摆球相对小车摆动时,绳子倾斜,小球受到绳子水平方向的分力作用速度才会改变,所以在碰撞瞬间,小球速度仍保持不变,这样选项B、C均有可能.本题选项为BC.
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