质量为m的小球A以速度v0在光滑水平面上运动,与质量为2m的静止小球B发生对心碰撞,则碰撞后小球A的速度大小vA和小球B的速度大小vB可能为(  )A. vA=13v0,vB=23v0B. vA=25v0,vB=710v0C. vA=14v0,vB=58v0D. vA=38v0,vB=516v0

问题描述:

质量为m的小球A以速度v0在光滑水平面上运动,与质量为2m的静止小球B发生对心碰撞,则碰撞后小球A的速度大小vA和小球B的速度大小vB可能为(  )
A. vA=

1
3
v0,vB=
2
3
v0
B. vA=
2
5
v0,vB=
7
10
v0
C. vA=
1
4
v0,vB=
5
8
v0
D. vA=
3
8
v0,vB=
5
16
v0

若碰后A球速度方向和原来一致,根据动量守恒得:mv0=mvA+2mvB,①
根据碰撞过程系统的总动能不增加,则得

1
2
m
v
2
0
1
2
m
v
2
A
+
1
2
2m
v
2
B
  ②
A、若vA=
1
3
v0,vB=
2
3
v0,且vA与v0方向相反,代入①②两式均成立,故A正确.
B、将vA=
2
5
v0,vB=
7
10
v0,且vA与v0方向相反,代入①式成立,而代入②不成立,故B错误.
C、将vA=
1
4
v0,vB=
5
8
v0,且vA与v0方向相反,代入①②两式均成立,故C正确.
D、将vA=
3
8
v0,vB=
5
16
v0,且vA与v0方向相同,代入①式成立,但碰后A的速率不可能大于B的速率,故D错误.
故选AC
答案解析:两球碰撞过程中动量守恒.本题的难点在于判断碰撞后A球的速度方向,A的速度方向可能与原来相反,也可能与原来相同,分两种情况研究.
考试点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
知识点:对于碰撞过程,往往根据三个规律去分析:一是动量守恒;二是总动能不增加;三是碰后,若两球分开后同向运动,后面小球的速率不可能大于前面小球的速率.