Question

15．甲、乙兩球在光滑的水平面上沿同一直線向同一方向運動，它們的動量分別為p_甲=5kg•m/s，p_乙=9kg•m/s，當甲追上乙發(fā)生碰撞后，乙球的動量變?yōu)?2kg•m/s，若甲的質(zhì)量為2kg，那么乙的質(zhì)量可能是（　　）

• A． 4kg
• B． 7kg
• C． 9kg
• D． 14kg

Answer 1

分析 當甲球追上乙球時發(fā)生碰撞，遵守動量守恒，符合實際運動情況，由動量守恒定律和碰撞過程總動能不增加列式求解．

解答 解：碰撞過程動量守恒，有：${P}_{甲}+{P}_{乙}={P}_{甲}^{‘}+{P}_{乙}^{’}$，P_甲=5kg•m/s，P_乙=9kg•m/s，${P}_{乙}^{’}$=12kg•m/s，解得：${P}_{甲}^{'}$=2kg•m/s，兩球的動量方向都與原來方向相同，
碰前：${v}_{甲}=\frac{{P}_{甲}}{{m}_{甲}}＞{v}_{乙}=\frac{{P}_{乙}}{{m}_{乙}}$
解得：$\frac{{m}_{甲}}{{m}_{乙}}＜\frac{5}{9}$
碰后：${v}_{甲}^{‘}=\frac{{P}_{甲}^{'}}{{m}_{甲}}≤{v}_{乙}^{'}=\frac{{P}_{乙}^{'}}{{m}_{乙}}$
解得：$\frac{{m}_{甲}}{{m}_{乙}}≥\frac{1}{6}$
碰撞過程能量不增加：$\frac{1}{2}{m}_{甲}{v}_{甲}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{乙}{v}_{乙}^{2}≥\frac{1}{2}{m}_{甲}v{'}_{甲}^{2}$+$\frac{1}{2}{m}_{乙}v{'}_{乙}^{2}$
解得：$\frac{{m}_{甲}}{{m}_{乙}}$$≤\frac{1}{3}$
綜合可知：$\frac{1}{6}$≤$\frac{{m}_{甲}}{{m}_{乙}}$$≤\frac{1}{3}$，所以：12kg≥m_乙≥6kg．故AD錯誤，BC正確；
故選：BC

點評 對于碰撞過程要遵守三大規(guī)律：1、動量守恒定律；2、總動能不增加；3、符合物體的實際運動情況，即碰前后面物體速度大于前面物體速度，碰后如果速度方向相同，后面物體速度不大于前面物體速度．