题目内容
15.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 |
分析 两球碰撞过程中动量守恒、机械能守恒,由动量守恒与机械能守恒定律列方程,求出碰后的速度,然后答题.
由单摆的周期公式判断回到平衡位置的时间关系.
解答 解: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:
mv0=mv1+3mv2,
两球碰撞是弹性的,故机械能守恒,即为:
$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}$•3mv22,
解两式得:v1=-$\frac{{v}_{0}}{2}$,v2=$\frac{{v}_{0}}{2}$,
可见第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等,方向相反,故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,故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,故C错误;
D、第一次碰撞后,二者都做单摆运动,由于二者的摆长相同,所以二者单摆的周期也是相等的,所以再经过半个周期后回到平衡位置,然后在平衡位置发生第二次碰撞,故D正确.
故选:D
点评 本题考查机械能守恒定律及动量守恒定律,要注意明确两小球的碰撞是弹性碰撞,由动量守恒定律与机械能守恒定律即可求解速度,则可求得碰后的动量,同时要注意动量与速度的差别.
练习册系列答案
相关题目
17.2017年1月,我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究.在量子理论中,有共同来源的两个微观粒子,不论它们相距都远,它们总是相关的,一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子,这就是所谓的量子纠缠.关于量子理论,下列说法中正确的有( )
A. | 玻尔氢原子理论,第一次提出了能量量子化的观念 | |
B. | 爱因斯坦研究光电效应提出光子说,光子说属于量子理论的范畴 | |
C. | 量子理论中,实物粒子具有波粒二象性 | |
D. | 微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下,可以确定它此后运动状态和位置 |
3.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一个正电荷(电量很小)固定在 P点,如图所示,以 E 表示两板间的场强,U 表示两板间的电压,EP 表示正电荷在 P 点的电势能,若保持负 极板不动,将上极板移至图中虚线所示位置,则( )
A. | U 变小,E 不变 | B. | E 变大,EP 变大 | C. | U 变小,EP 不变 | D. | U 不变,EP 不变 |
10.甲乙两物体在同一直线上运动的速度时间图象如图所示,由图可知,在 0-t1 时间内( )
A. | 甲乙两物体的初速度相等 | B. | 甲乙两物体的末速度相等 | ||
C. | 甲的加速度大于乙的加速度 | D. | 甲乙两物体的加速度相等 |
7.如图所示,在竖直面内有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、高度为h的有界匀强磁场,磁场上、下边界水平.将一边长为l(l<h)、质量为m的正方形导体框abcd从磁场上方由静止释放,ab边刚进入磁场的瞬间和刚穿出磁场的瞬间速度相等.已知导体框的电阻为r,导体框下落过程中,ab边始终保持水平,重力加速度为g.则( )
A. | 导体框一定是减速进入磁场 | |
B. | 导体框可能匀速穿过整个磁场区域 | |
C. | 导体框穿过磁场的过程中,电阻产生的热量为mg(l+h) | |
D. | 导体框进入磁场的过程中,通过某个横截面的电荷量为$\frac{{B{l^2}}}{r}$ |
4.如图所示,固定在倾角为θ=30°的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d=l m,其底端接有阻值为R=2Ω的电阻,整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中.一质量为m=l kg(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触.现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F=10N作用下从静止开始沿导轨向上运动距离L=6m时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接人电路的电阻为r=2Ω,导轨电阻不计,重力加速度大小为g=10 m/s2.则此过程( )
A. | 杆的速度最大值为5m/s | |
B. | 流过电阻R的电量为6C | |
C. | 在这一过程中,整个回路产生的焦耳热为17.5 J | |
D. | 流过电阻R电流方向为由c到d |
5.a、b、c三个点电荷仅在相互之间的静电力的作用下处于静止状态,已知a所带的电荷量为+Q,b所带的电荷量为-q,且Q>q,关于电荷c,下列判断正确的是( )
A. | c一定带负电 | |
B. | c所带的电荷量一定大于q | |
C. | c可能处在a、b之间 | |
D. | 如果固定a、b,仍让c处于平衡状态,则c的电性、电荷量、位置都将唯一确定 |