Question

4．在質(zhì)量為M的小車中掛有一單擺，擺球的質(zhì)量為m₀，小車（和單擺）以恒定的速度v沿光滑水平面運動，與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，如圖所示，碰撞的時間極短，在碰撞過程中，下列情況可能發(fā)生的是（　�。�

• A． 小車和擺球的速度都變?yōu)関₁，木塊的速度變?yōu)関₂，滿足（M+m₀）v=（M+m₀）v₁+mv₂
• B． 小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化分別為v₁、v₂、v₃，滿足（M+m₀）v=Mv₁+mv₂+m₀v₃
• C． 擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)関₁和v₂，滿足Mv=Mv₁+mv₂
• D． 擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)関′，滿足Mv=（M+m）v′

Answer 1

分析 在小車和木塊碰撞的過程中，由于碰撞時間極短，小車和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，擺球在瞬間速度不變．

解答 解：AB、在碰撞過程中，由于慣性，擺球的速度不變．故AB錯誤．
C、擺球的速度不變，小車和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，若碰后小車和木塊的速度變v₁和v₂，取向右為正方向，根據(jù)動量守恒有：Mv=mv₁+mv₂．故C正確．
D、擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)関′，取向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律有：Mv=（M+m）v′．故D正確．
故選：CD

點評 解決本題的關鍵合理選擇研究對象，知道在碰撞的瞬間前后擺球的速度不變，沒有參與碰撞，明確小車和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒．