正碰时,则( )
A.当弹簧压缩量最大时,A的动能恰为零
B.当弹簧压缩量最大时,弹簧具有的弹性势能等于物体A碰撞前动能的一半
C.碰后A离开弹簧,A被弹回向左运动,B向右运动
D.碰后A离开弹簧,A静止,B以速度v向右运动
解析:选BD.物体A先向右做匀速运动,直到与弹簧接触开始压缩弹簧,此后A向右做加速度增大的减速运动,B向右做加速度增大的加速运动,当A、B速度相同时,弹簧有最大的压缩量,A选项错误;A、B相互作用过程满足动量守恒,当A、B速度相等时,有关系式mv=2mv′,弹簧具有的弹性势能Ep=mv2-×2mv′2=mv2,B选项正确;设A离开弹簧时(此时弹簧弹性势能为零)A、B的速度分别为v1、v2,根据动量守恒和能量关系有mv=mv1+mv2,mv2=mv+mv,解得v1=0,v2=v,C选项错误,D选项正确.
三、非选择题
9.游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动.设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s;乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为3.7 m/s.求碰撞后两车共同的运动速度.
解析:本题的研究对象为两辆碰碰车(包括驾车的同学)组成的系统,在碰撞过程中此系统的内力远远大于所受的外力,外力可以忽略不计,满足动量守恒定律的适用条件.
设甲同学的车碰撞前的运动方向为正方向,他和车的总质量m1=150 kg,碰撞前的速度v1=4.5 m/s;乙同学和车的总质量m2=200 kg,碰撞前的速度v2=-3.7 m/s.设碰撞后两车的共同速度为v,则系统碰撞前的总动量为p=m1v1+m2v2=150×4.5 kg·m/s+200×(-3.7) kg·m/s=-65 kg·m/s.
碰撞后的总动量为p′=(m1+m2)v,
根据动量守恒定律可知p=p′,代入数据解得
v≈-0.186 m/s,即碰撞后两车以0.186 m/s的共同速度运动,运动方向向左.
答案:0.186 m/s,运动方向向左
☆10.如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧