Question

【題目】質量為m的甲物塊以3 m/s的速度在光滑水平面上運動，有一輕彈簧固定在甲物塊上。另一質量也為m的乙物塊以4 m/s的速度與甲相向運動，如圖所示。則(　 　 )

A. 甲、乙兩物塊在壓縮彈簧過程中，由于彈力作用，系統動量不守恒

B. 當兩物塊相距最近時，甲物塊的速率為零

C. 當甲物塊的速率為1m/s時，乙物塊的速率可能為2 m/s，也可能為0

D. 甲物塊的速率可能達到5 m/s

Answer 1

【答案】C

【解析】甲、乙兩物塊（包括彈簧）組成的系統在彈簧壓縮過程中，系統所受的合外力為零，系統動量守恒，故A錯誤；當兩物塊相距最近時速度相同，取碰撞前乙的速度方向為正方向，設共同速率為v，由動量守恒定律得：mv乙-mv甲=2mv，代入數據解得：v=0.5m/s，故B錯誤．甲、乙組成的系統動量守恒，若物塊甲的速率為1m/s，方向與原來相同，由動量守恒定律得：mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′，代入數據解得：v乙′=2m/s；若物塊甲的速率為1m/s，方向與原來相反，由動量守恒定律得：mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′，代入數據解得：v乙′=0，故C正確．若物塊甲的速率達到5m/s，方向與原來相同，則：mv乙-mv甲=-mv甲′+m乙v乙′，代入數據代入解得：v乙′=6m/s．兩個物體的速率都增大，動能都增大，違反了能量守恒定律．若物塊甲的速率達到5m/s，方向與原來相反，則：mv乙-mv甲=mv甲′+m乙v乙′，代入數據解得：v乙′=-4m/s，可以，碰撞后，乙的動能不變，甲的動能增加，系統總動能增加，違反了能量守恒定律．所以物塊甲的速率不可能達到5m/s，故D錯誤．故選C．