1.现有甲、乙两滑块,质量分别为3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞的是( A )
A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,无法确定
解析:以甲滑块的运动方向为正方向,由动量守恒定律得3mv-mv=0+mv′,解得v′=2v碰前总动能Ek=×3m·v2+mv2=2mv2
碰后总动能Ek′=mv′2=2mv2
Ek=Ek′,所以A正确。
2.在光滑水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直线,2、3小球静止并靠在一起,1球以速度v0 射向它们,如图所示,设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能是( D )
A.v1=v2=v3=v0 B.v1=0,v2=v3=v0
C.v1=0,v2=v3=v0 D.v1=v2=0,v3=v0
解析:由题设条件,三个小球在碰撞过程中总动量和总动能守恒,设各球质量均为m,则碰撞前系统总动量为mv0,总动能应为mv。假如选项A正确,则碰后总动量为mv0,这显然违反动量守恒定律,故不可能;假如选项B正确,则碰后总动量为mv0,这也违反动量守恒定律,故也不可能;假如选项C正确,则碰后总动量为mv0,但总动能为mv,这显然机械能减少了,故也不可能;假如选项D正确的话,则通过计算其既满足动量守恒定律,也满足机械能守恒定律,故选项D正确。
3.(2020·山东省烟台市高二上学期期末)如图所示,在光滑的水平面上有两个滑块P、Q,滑块Q的左端固定连着一轻质弹簧。两个滑块分别以一定大小的速度v0沿着同一直线相向运动,滑块P的质量为2m,速度方向向右,滑块Q的质量为m,速度方向向左,则下列说法正确的是( B )
A.P、Q两个滑块(包括弹簧)组成的系统动能始终保持不变
B.当两个滑块的速度相等时,弹簧的弹性势能最大
C.两个滑块最终能以共同的速度一起向右运动
D.从P滑块和弹簧接触到弹簧压缩至最短的过程中,滑块Q的速度一直减小
解析:对于P、Q两个滑块(包括弹簧)组成的系统,由于只有弹簧的弹力做功,所以系统的机械能守恒,即系统动能和弹簧弹性势能之和不变,动能是变化的,故A错误;P以某一初速度压缩弹簧,在弹簧弹力作用下P做减速运动,Q做加速运动,当P与Q速度相等时,弹簧最短,弹性势能最大,故B正确;设最终P、Q两个滑块的速度分别为v1和v2,规定向右为正方向,根据动量守恒定律得:2mv0-mv0=2mv1+mv2,根据系统的机械能守恒得·(2m+m)v=·2mv+mv,解得:v1=-,v2=v0或v1=v0,v2=-v0,故C错误;从P滑块和弹簧接触到弹簧压缩至最短的过程中,滑块Q一直受到向右的弹力,速度先向左减小至零,再向右增大,故D错误。