碰撞问题的分析 [例1] (双选)半径相等的小球甲和乙,在光滑水平面上沿同一直线相向运动。若甲球的质量大于乙球的质量,碰撞前两球的动能相等,则碰撞后两球的运动状态可能是( )
A.甲球的速度为零,而乙球的速度不为零
B.乙球的速度为零,而甲球的速度不为零
C.两球的速度均不为零
D.两球的速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相等
[解析] 甲、乙两球在光滑水平面上发生碰撞,满足动量守恒的条件,因此,碰撞前后甲、乙两球组成的系统总动量守恒。碰撞前,由于Ek甲=Ek乙,而Ek=,由题设条件m甲>m乙可知p甲>p乙,碰撞后,如果甲球速度为零,则乙球必反弹,系统的总动量方向与碰撞前相同,根据动量守恒定律,这是可能的,A选项对。如果乙球速度为零,则甲球反弹,系统的总动量方向与碰撞前相反,违反了动量守恒定律,B选项错误。如果甲、乙两球速度均不为零,可以满足动量守恒定律的要求,C选项对。如果碰撞后两球的速度都反向,且动能仍相等,由Ek=得p甲′>p乙′,则总动量方向与碰撞前相反,不符合动量守恒定律,D选项错误。
[答案] AC
运用动量守恒定律解决碰撞类问题时应该注意的问题
(1)要注意结果的合理性,即符合物理情景,符合能量守恒定律,能量不能凭空产生。
(2)注意动量的矢量性,即动量的方向性要特别注意,在一条直线上的碰撞,我们总是规定某一方向上动量为正,则另一相反方向动量为负。
(3)注意速度要符合物理情景,如A球去碰静止的B球,碰后两球同向,则A球速率不能大于B球。
1.A、B两球沿同一条直线运动,如图1-3-2所示的s-t图像记录了它们碰撞前后的运动情况,其中a,b分别为A,B碰撞前的s-t图像,c为碰撞后它们的s-t图像。若