问题 选择题

质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示,则(  )

A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒

B.当两物块相距最近时,物块甲的速率为零

C.当物块甲的速率为1m/s时,物块乙的速率可能为2m/s,也可能为0

D.物块甲的速率可能达到5m/s

答案

A、甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,系统所受的合外力为零,动量守恒.故A错误.

    B、当两物块相距最近时速度相同,取碰撞前乙的速度方向为正方向,设共同速率为v,根据动量守恒定律得到

mv-mv=2mv,解得v=0.5m/s.故B错误.

    C、若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相同,则由mv-mv=-mv′+mv′,代入解得v′=2m/s.若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相反,则由mv-mv=mv′+mv′,代入解得v′=0.故C正确.

    D、若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相同,则mv-mv=-mv′+mv′,代入解得v′=6m/s.两个物体的速率都增大,动能都增大,违反了能量守恒定律.若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相反,则mv-mv=mv′+mv′,代入解得v′=-4m/s,可以,碰撞后,乙的动能不变,甲的动能增加,系统总动能增加,违反了能量守恒定律.所以物块甲的速率不可能达到5m/s.故D错误.

故选C

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