在光滑水平面上,一质量为m,速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前反,则碰撞后B球的速度大小可能是( )A. 0.6vB. 0.4vC. 0.3vD. 0.2v
问题描述:
在光滑水平面上,一质量为m,速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前反,则碰撞后B球的速度大小可能是( )
A. 0.6v
B. 0.4v
C. 0.3v
D. 0.2v
答
AB两球在水平方向上合外力为零,A球和B球碰撞的过程中动量守恒,设AB两球碰撞后的速度分别为V1、V2,
选A原来的运动方向为正方向,由动量守恒定律有
mv=-mv1+2mv2…①
假设碰后A球静止,即v1=0,可得v2=0.5v
由题意知球A被反弹,∴球B的速度有v2>0.5v…②
AB两球碰撞过程能量可能有损失,由能量关系有
mv2≥1 2
m1 2
+
v
2
1
×2m1 2
…③
v
2
2
①③两式联立得:v2≤
v…④2 3
由②④两式可得:
0.5v<v2≤
v2 3
符合条件的只有0.6v,所以选项A正确,BCD错误
故答案为A.
答案解析:首先从水平面光滑上判断AB两球碰撞过程中动量守恒,由于A球被反弹,所以可以判断出B球的速度会大于0.5v;在两球碰撞的过程中,有可能会存在能量的损失,由碰撞前后的动能求出B球的速度同时会小于等于
v,由两个速度的范围求出最终的结果.2 3
考试点:动量守恒定律.
知识点:解决本题要注意临界状态的判断,有两个临界状态,其一是AB两球碰撞后A静止,由此求出速度的范围之一,即v2>0.5v;第二个临界状态时能量恰好没有损失时,有能量的关系求出速度的另一个范围v2≤
v.所以解决一些物理问题时,寻找临界状态是解决问题的突破口.2 3