Question

10．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沿光滑水平地面運動，與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞的時間極短，由此碰撞過程中，下列哪些情況說法是可能的（　�。�

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

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，擺球在碰撞瞬間速度不變．結合動量守恒定律列式分析．

解答 解：AC、在碰撞的瞬間，由于慣性，擺球的速度不變，故AC錯誤．
BD、由此碰撞過程中，由于碰撞時間極短，小車和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，擺球的速度不變，以球的初速度方向為正方向，若碰后小車和木塊的速度變v₁和v₂，由動量守恒定律得：Mv=Mv₁+mv₂．
若碰后小車和木塊速度相同，小車和木塊的速度都變?yōu)関₁，滿足Mv=（M+m）v₁，故BD正確．
故選：BD

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