1.如图所示,甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动,甲、乙物体的速度大小分别为3 m/s和1 m/s;碰撞后甲、乙两物体都反向运动,速度大小均为2 m/s,则甲、乙两物体质量之比为( )
A.2∶3 B.2∶5 C.3∶5 D.5∶3
C [选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有m甲v1-m乙v2=-m甲v′1+m乙v′2,代入数据,可得m甲∶m乙=3∶5,选项C正确.]
2.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移-时间图像如图所示.由图可知,物体A、B的质量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.3∶1
C [由题图知:碰前vA=4 m/s,vB=0.碰后vA′=vB′=1 m/s,由动量守恒可知mAvA+0=mAvA′+mBvB′,解得mB=3mA.故选项C正确.]
3.如图所示,光滑水平面上P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰,正碰后P物体静止,Q物体以P物体碰前的速度v离开.已知P与Q质量相等,弹簧质量忽略不计,那么当弹簧被压缩至最短时,下列说法正确的是( )
A.P的速度恰好为零 B.P与Q具有相同的速度
C.Q刚开始运动 D.Q的速度等于v
B [P物体接触弹簧后,在弹簧弹力的作用下,P做减速运动,Q做加速运动,P、Q间的距离减小,当P、Q两物体速度相等时,弹簧被压缩到最短,所以B正确,A、C错误;由于作用过程中动量守恒,设速度相等时速度为v′,则mv=(m+m)v′,所以弹簧被压缩至最短时,P、Q的速度v′=,故D错误.]
◎考点二 碰撞的判断和碰撞模型
4.(多选)质量为1 kg的小球以4 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球正碰,关于碰后的速度v1′和v2′,下列结果可能正确的是( )
A.v1′=v2′= m/s
B.v1′=3 m/s,v2′=0.5 m/s
C.v1′=1 m/s,v2′=3 m/s
D.v1′=-1 m/s,v2′=2.5 m/s
AD [由碰撞前、后总动量守恒m1v1=m1v1′+m2v2′和能量不增加Ek≥Ek1+Ek2′验证A、B、D三项皆有可能;但B项碰后后面小球的速度大于前面小球的速度,会发生第二次碰撞,不符合实际,所以A、D两项有可能.]