Question

5．A、B兩球沿一直線運動并發(fā)生正碰，如圖所示為兩球碰撞前后的位移時間圖象a、b分別為A、B兩球碰前的位移時間圖象，c為碰撞后兩球共同運動的位移時間圖象，若A球質(zhì)量m=2kg，則由圖可知下列結(jié)論正確的是（　　）

• A． A、B碰撞前的總動量為3kg•m/s
• B． 碰撞時A對B所施沖量為4N•s
• C． 碰撞前后A的動量變化為-4kg•m/s
• D． 碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為10J

Answer 1

分析 在位移時間圖象中，圖線的斜率表示物體的速度，由圖象的斜率可求得碰撞前后兩球的速度，根據(jù)動量定義公式、動量定理及動量守恒定律可以求解．

解答 解：由s-t圖象的斜率表示速度，可知，碰撞前有：v_A=$\frac{{s}_{A}}{{t}_{A}}$=$\frac{4-10}{2}$=-3m/s，v_B=$\frac{{s}_{B}}{{t}_{B}}$=$\frac{4}{2}$=2m/s
碰撞后有：v_A′=v_B′=v=$\frac{s}{t}$=$\frac{2-4}{4-2}$=-1m/s；
AC、對A、B組成的系統(tǒng)，A、B兩球沿一直線運動并發(fā)生正碰，碰撞前后物體都做勻速直線運動，所以系統(tǒng)的動量守恒．
碰撞前后A的動量變化為：△P_A=mv_A′-mv_A=2×（-1）-2×（-3）=4kg•m/s，
根據(jù)動量守恒定律，碰撞前后A的動量變化為：△P_B=-△P_A=-4kg•m/s，
又：△P_B=m_B（v_B′-v_B），所以解得：m_B=$\frac{4}{3}$kg，
 所以A與B碰撞前的總動量為：p_總=mv_A+m_Bv_B=2×（-3）+$\frac{4}{3}$×2=-$\frac{10}{3}$kg•m/s，故AC錯誤．
B、由動量定理可知，碰撞時A對B所施沖量為：I_B=△P_B=-4kg•m/s=-4N•s．故B錯誤．
D、碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能：△E_K=$\frac{1}{2}$mv_A²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B²-$\frac{1}{2}$（m+m_B）v²，代入數(shù)據(jù)解得：△E_K=10J，故D正確；
故選：D

點評 本題首先要求同學們能根據(jù)位移圖象的斜率讀出碰撞前后兩球的速度，其次要明確碰撞的基本規(guī)律是動量守恒定律，并要注意動量的方向．