Question

16．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，m_A=1kg，m_B=2kg，v_A=6m/s，v_B=2m/s，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（取两球碰前的运动方向为正）（　　）

• A． v_A′=2m/s，v_B′=4m/s
• B． v_A′=4m/s，v_B′=4m/s
• C． v_A′=-4m/s，v_B′=7m/s
• D． v_A′=7m/s，v_B′=1.5m/s

Answer 1

分析 两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒；碰撞过程中系统机械能可能有一部分转化为内能，根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度．

解答 解：以A的初速度方向为正方向，碰撞前系统的总动量：p=m_Av_A+m_Bv_B=10kg•m/s，系统总的机械能：E=$\frac{1}{2}$m_Av_A²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B²=22J；
A、如果v_A′=2m/s，v_B′=4m/s，则p=m_Av_A′+m_Bv_B′=10kg•m/s，系统总的机械能：E=$\frac{1}{2}$m_Av_A′²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B′²=18J，碰撞后系统动量守恒，机械能不增加，故A正确；
B、如果v_A′=4m/s，v_B′=4m/s，则p=m_Av_A′+m_Bv_B′=12kg•m/s，碰撞后系统动量不守恒，故B错误；
C、如果v_A′=-4m/s，v_B′=7m/s，则p=m_Av_A′+m_Bv_B′=10kg•m/s，系统总的机械能：E=$\frac{1}{2}$m_Av_A′²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B′²=57J，碰撞后系统动量守恒，机械能增加，故C错误；
D、如果v_A′=7m/s，v_B′=1.5m/s，碰撞后A的速度大于B的速度，不符合实际情况，故D错误；
故选：A．

点评 本题考查了动量守恒定律的应用，碰撞过程系统所受合外力为零，系统动量守恒，碰撞过程机械能不增加，碰撞后后面的球速度不能大于前面球的速度，应用动量守恒定律、求出碰撞后的机械能即可解题．