Question

16．如圖所示，質(zhì)量m_A=2kg的木塊A靜止在光滑水平面上．質(zhì)量m_B=1kg的木塊B以某一初速度v₀=5m/s向右運(yùn)動(dòng)，與A碰撞后兩者均向右運(yùn)動(dòng)．木塊A向右運(yùn)動(dòng)，與擋板碰撞反彈（與擋板碰撞無(wú)機(jī)械能損失 ）．后來(lái)與B發(fā)生二次碰撞，碰后A、B同向運(yùn)動(dòng)，速度分別為0.9m/s、1.2m/s．則（　�。�

• A． 第一二次碰撞過(guò)程A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒
• B． 第一次碰撞后，A的速度為1m/s
• C． 第一次碰撞過(guò)程A、B系統(tǒng)增加的內(nèi)能為4.5J
• D． 第二次碰撞過(guò)程中，A對(duì)B做的功為0.22J

Answer 1

分析 A、B第一次碰撞過(guò)程，遵守動(dòng)量守恒，據(jù)動(dòng)量守恒定律列式；A與擋板碰撞，因?yàn)闆](méi)有機(jī)械能損失，所以A原速反彈，第二次A、B碰撞過(guò)程動(dòng)量也守恒，列式，聯(lián)立即可求得第一次A、B碰撞后木塊A的速度；
第二次碰撞過(guò)程中，A對(duì)B做的功根據(jù)動(dòng)能定理求解．

解答 解：A、設(shè)A、B第一次碰撞后的速度大小分別為 v_A1、v_B1，以A、B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：
m_Bv₀=m_Av_A1+m_Bv_B1 ，A與擋板碰撞，沒(méi)有機(jī)械能損失，A與擋板碰撞后原速反彈，第二次A、B碰撞前瞬間的速度大小分別為v_A1、v_B1，
設(shè)碰撞后的速度大小分別為v_A2、v_B2，v_A2和v_B2方向均向左，取向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：m_Av_A1-m_Bv_B1=m_Av_A2+m_Bv_B2，
由題意知：v_A2=0.9m/s，v_B2=1.2m/s，解得：v_A1=2m/s，v_B1=1m/s，由能量守恒定律可知，第一次碰撞過(guò)程系統(tǒng)內(nèi)能的增加量：
Q=$\frac{1}{2}$m_Bv₀²-$\frac{1}{2}$m_A1v_A1²-$\frac{1}{2}$m_Bv_B1²，代入數(shù)據(jù)解得：Q=8J，由此可知，第一次碰撞過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能有損失，機(jī)械能不守恒，故ABC錯(cuò)誤；
D、第二次碰撞過(guò)程中，由動(dòng)能定理得，A對(duì)B做功：W=$\frac{1}{2}$m_Bv_B2²-$\frac{1}{2}$m_Bv_B1²，代入數(shù)據(jù)解得：W=0.22J，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于碰撞，要掌握其基本規(guī)律是系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，要注意選取正方向，準(zhǔn)確表示出速度的方向．對(duì)于碰撞過(guò)程，物體所受的是變力，求功或能量變化往往用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解．