题目内容
半径相等的两个小球甲和乙,在光滑的水平面上沿同一直线相向运动.若甲球质量大于乙球的质量,碰撞前两球动能相等,则碰撞后两球的运动状态可能是①甲球的速度为零而乙球的速度不为零
②乙球的速度为零而甲球的速度不为零
③两球的速度均不为零
④两球的速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相等
以上说法正确的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
解析:两球动能和动量的关系为
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若Ek甲=Ek乙,m甲>m乙时,得碰前动量大小关系为p甲>p乙.以两球为系统,系统的动量守恒.设碰后甲、乙动量分别为p甲′、p乙′,以碰前甲的动量方向为正方向,则p总=p甲-p乙=p甲′+p乙′>0.
若碰后甲的速度为零,即p甲′=0,则p乙′>0.碰前p甲=p乙+p乙′>p乙,符合已知条件.若碰后乙的速度为零,即p乙′=0.则甲球必反弹,表示p甲′<0,碰后系统总动量与碰前反向,不可能.若碰后两球速度均不为零,必按原动量较大的甲球方向运动,即p甲′>0,p乙′>0.碰前p甲=p甲′+p乙′+p乙>p乙,符合已知条件.若两球碰后速度反向,动能不变,则必有p甲′=-p甲,p乙′=-p乙,由动量守恒得p甲-p乙=-p甲+p乙,即2p甲=2p乙,p甲=p乙,显然与已知条件p甲>p乙矛盾,则选项A正确.
答案:A
练习册系列答案
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A.甲球的速度为零而乙球的速度不为零 |
B.乙球的速度为零而甲球的速度不为零 |
C.两球的速度均不为零 |
D.两球的速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相等 |