题目内容

【题目】如图所示,在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B,质量分别为m=0.1kgM=0.3kg,两球中间夹着一根压缩的轻弹簧,原来处于静止状态,同时放开A、B球和弹簧,已知A球脱离弹簧的速度为6m/s,接着A球进入与水平面相切,半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动,PQ为半圆形轨道竖直的直径,下列说法正确的是

A. 弹簧弹开过程,弹力对A的冲量大于对B的冲量

B. A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/s

C. A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s

D. 若半圆轨道半径改为0.9m,则A球不能到达Q

【答案】BCD

【解析】试题分析:根据弹簧对A、B的弹力大小关系、作用时间关系分析弹力对A、B冲量关系.弹簧弹开过程,根据动量守恒定律求A球脱离弹簧时B球获得的速度.由机械能守恒定律求A球到达Q点的速度,再由动量定理求A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小.若半圆轨道半径改为0.9m,求出A球到达Q点时的最小速度,再分析A球能否到达Q点.

弹簧弹开两小球的过程,弹力相等,作用时间相同,根据冲量定义可知,弹力对A的冲量大小等于B的冲量大小,A错误;由动量守恒定律,解得A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为,B正确;设A球运动到Q点时速率为v,对A球从P点运动到Q点的过程,由机械能守恒定律可得,解得v=4m/s,根据动量定理,即A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s,C正确;若半圆轨道半径改为0.9m,小球到达Q点的临界速度,对A球从P点运动到Q点的过程,由机械能守恒定律,解得,小于小球到达Q点的临界速度,则A球不能达到Q点,D正确

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