题目内容

2.半径相等的两个小球甲和乙,在光滑水平面上沿同一直线相向运动.若甲球的质量大于乙球的质量,碰撞前两球的动能相等,则碰撞后两球的运动状态,可能是(  )
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.两球的速度均与原方向相反,两球的动能仍相等

分析 两球碰撞过程中系统的动量守恒,系统的总动能不可能增加,应用动量守恒定律来分析答题.

解答 解:A、物体的动量与动能的关系为:p=$\sqrt{2m{E}_{k}}$,由题意知:碰撞前 EK甲=EK乙,m>m,则p>p.甲、乙相向运动,则甲、乙碰撞前系统的总动量沿甲原来的运动方向,碰撞后甲的速度为零或继续沿原来的方向运动,乙必弹回.所以乙的速度不可能为零,故A正确.
B、因为乙必弹回,故速度不为零,故B错误
C、碰撞过程系统动量守恒,碰撞前系统总动量不为零,由动量守恒定律可知,碰撞后系统总动量不为零,因此碰撞后两球的速度可能均不为零,故C正确;
D、由A的分析可知,碰撞后系统总动量沿甲的初动量方向,甲不可能反向,故D错误;
故选:AC

点评 本题考查了动量守恒定律的应用,要明确两球碰撞过程中系统的动量守恒、总动能不增加,解题时注意动能与动量的大小关系.

练习册系列答案
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17.某同学用如图甲所示装置,通过质量分别为m1、m2的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,步骤如下:
①安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O;
②不放小球B,让小球A从斜槽上挡板处由静止滚下,并落在地面上;重复多次以确定小球落点位置;
③把小球B放在轨道水平槽末端,让小球A从挡板处由静止滚下,使它们碰撞:重复多次以确定碰撞后两小球的落点位置;
④用刻度尺分别测量三个落地点M、P、N离O点的距离,即线段的长度OM、OP、ON.
(1)关于上述实验操作,下列说法正确的是:BCD
A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.小球A质量应大于小球B的质量

(2)确定小球落点位置的方法用尽可能小的圆将小球所有落点圈在里面,该圆的圆心位置即为落点平均位置;
(3)当所测物理量满足表达式m1OP=m1OM+m2ON(用题中所给符号表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律;
(4)完成上述实验后,另一位同学对上述装置进行了改造.如图乙所示,在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平末端等高且无缝连接.使小球A仍从斜槽上挡板处由静止滚下,重复实验步骤②和③的操作,得到两球落在斜面上的落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动能守恒的表达式为m1$\sqrt{{l}_{2}}$=m1$\sqrt{{l}_{1}}$+m2$\sqrt{{l}_{3}}$(用所测物理量的字母表示).

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