Question

【題目】質(zhì)量為m的甲物塊以3 m/s的速度在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，有一輕彈簧固定在甲物塊上。另一質(zhì)量也為m的乙物塊以4 m/s的速度與甲相向運(yùn)動(dòng)，如圖所示。則(　 　 )

A. 甲、乙兩物塊在壓縮彈簧過(guò)程中，由于彈力作用，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒

B. 當(dāng)兩物塊相距最近時(shí)，甲物塊的速率為零

C. 當(dāng)甲物塊的速率為1m/s時(shí)，乙物塊的速率可能為2 m/s，也可能為0

D. 甲物塊的速率可能達(dá)到5 m/s

Answer 1

【答案】C

【解析】甲、乙兩物塊（包括彈簧）組成的系統(tǒng)在彈簧壓縮過(guò)程中，系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤；當(dāng)兩物塊相距最近時(shí)速度相同，取碰撞前乙的速度方向?yàn)檎�方向，設(shè)共同速率為v，由動(dòng)量守恒定律得：mv乙-mv甲=2mv，代入數(shù)據(jù)解得：v=0.5m/s，故B錯(cuò)誤．甲、乙組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，若物塊甲的速率為1m/s，方向與原來(lái)相同，由動(dòng)量守恒定律得：mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′，代入數(shù)據(jù)解得：v乙′=2m/s；若物塊甲的速率為1m/s，方向與原來(lái)相反，由動(dòng)量守恒定律得：mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′，代入數(shù)據(jù)解得：v乙′=0，故C正確．若物塊甲的速率達(dá)到5m/s，方向與原來(lái)相同，則：mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′，代入數(shù)據(jù)代入解得：v乙′=6m/s．兩個(gè)物體的速率都增大，動(dòng)能都增大，違反了能量守恒定律．若物塊甲的速率達(dá)到5m/s，方向與原來(lái)相反，則：mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′，代入數(shù)據(jù)解得：v乙′=-4m/s，可以，碰撞后，乙的動(dòng)能不變，甲的動(dòng)能增加，系統(tǒng)總動(dòng)能增加，違反了能量守恒定律．所以物塊甲的速率不可能達(dá)到5m/s，故D錯(cuò)誤．故選C．