题目内容
[物理一选修3-5]如图,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.现摆球a向左拉开一小角度后释放.若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( )
A、第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等 | 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的右侧 |
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.
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,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:
mv02=
mv12+
3mv22,解两式得:v1=-
,v2=
,可见第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等,故A正确;
B、因两球质量不相等,故两球碰后的动量大小不相等,方向相反,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,另摆长相等,故两球碰后的最大摆角相同,故C错误;
D、由单摆的周期公式T=2π
可知,两球摆动周期相同,经半个周期后,两球在平衡位置处发生第二次碰撞,故D错误.
故选:A.
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
v0 |
2 |
v0 |
2 |
B、因两球质量不相等,故两球碰后的动量大小不相等,方向相反,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,另摆长相等,故两球碰后的最大摆角相同,故C错误;
D、由单摆的周期公式T=2π
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故选:A.
点评: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正确解题.
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