质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值.碰撞后B球的速度大小可能是( )
分析:
碰撞过程遵守动量守恒,根据B的速度,由此定律得到A的速度,根据碰撞总动能不增加,分析是否可能.
解答:
解:选项1-、若vB=0.6v,由动量守恒得:mv=mvA+3m•0.6v,得vA=-0.8v,碰撞前系统的总动能为Ek=$\frac {1}{2}$mv².碰撞后系统的总动能为Ek′=$\frac {1}{2}$mvA²+$\frac {1}{2}$•3mvB²>$\frac {1}{2}$mv²,违反了能量守恒定律,不可能.故选项1-错误.
选项2-、若vB=0.4v,由动量守恒得:mv=mvA+3m•0.4v,得vA=-0.2v,碰撞前系统的总动能为Ek=$\frac {1}{2}$mv².碰撞后系统的总动能为Ek′=$\frac {1}{2}$mvA²+$\frac {1}{2}$•3mvB²<$\frac {1}{2}$mv²,不违反了能量守恒定律,是可能的.故选项2-正确.
选项3-、A、B发生完全非弹性碰撞,则有:mv=(m+3m)vB,vB=0.25v,这时B获得的速度最小,所以vB=0.2v,是不可能的.故选项3-错误.
选项4-、若vB=v,由动量守恒得:mv=mvA+3m•vB,得vA=-2v,碰撞后系统的总动能必定大于碰撞前系统的总动能,违反了能量守恒定律,不可能.故选项4-错误.故选:选项2-
点评:
本题抓住碰撞过程的两个基本规律:系统的动量守恒、总动能不增加进行判断.