题目内容
甲、乙两球在光滑水平轨道上沿同一方向运动,已知它们的动量分别是P甲=5kg?m/s,P乙=7kg?m/s,甲追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为P′乙=10kg?m/s,则两球质量m甲与m乙的关系可能是( )
分析:两球碰撞过程遵守动量守恒定律,由动量守恒求出碰撞后甲的动量.根据甲球速度大于乙球速度,以及碰撞过程中总动能不增加,列出不等式,求出甲与乙质量比值的范围进行选择.
解答:解:因为碰撞前,甲球速度大于乙球速度,则有
>
,得到
<
根据动量守恒得,p甲+p乙=p甲′+p乙′,
代入解得p甲′=2kg?m/s.
据碰撞过程总动能不增加得到:
+
≥
+
代入解得:
<
=
碰撞后两球同向运动,甲的速度不大于乙的速度,则
≤
,代入解得
≥
所
≤
≤
故选:BCD.
| p甲 |
| m甲 |
| p乙 |
| m乙 |
| m甲 |
| m乙 |
| 5 |
| 7 |
根据动量守恒得,p甲+p乙=p甲′+p乙′,
代入解得p甲′=2kg?m/s.
据碰撞过程总动能不增加得到:
| p甲2 |
| 2m甲 |
| p乙2 |
| 2m乙 |
| p甲′2 |
| 2m甲 |
| p乙′2 |
| 2m乙 |
代入解得:
| m甲 |
| m乙 |
| 21 |
| 51 |
| 7 |
| 17 |
碰撞后两球同向运动,甲的速度不大于乙的速度,则
| p甲′ |
| m甲 |
| p乙′ |
| m乙 |
| m甲 |
| m乙 |
| 1 |
| 5 |
所
| 1 |
| 5 |
| m甲 |
| m乙 |
| 7 |
| 17 |
故选:BCD.
点评:本题考查对碰撞规律的理解和应用能力.碰撞有三个基本规律:一、动量守恒;二、系统总动能不增加;三、碰撞后如同向运动,后面的物体的速度不大于前面物体的速度,即要符合实际运动情况.
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