C. D.1
解析:选D 撤去外力后,系统在水平方向不受外力,所以在水平方向总动量守恒,设P的动量方向为正方向,则有pP-pQ=0,故pP=pQ,因此P和Q的动量大小的比值为1,选项D正确。
动量守恒定律的应用
1.动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义:
(1)p=p′:系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′。
(2)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′:相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和。
(3)Δp1=-Δp2:相互作用的两个物体组成的系统,一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反。
(4)Δp=0:系统总动量的变化量为零。
2.某一方向上动量守恒问题:动量守恒定律的适用条件是普遍的,当系统所受的合外力不为零时,系统的总动量不守恒,但是在不少情况下,合外力在某个方向上的分量却为零,那么在该方向上系统的动量分量就是守恒的。
[典例] 一辆质量m1=3.0×103 kg的小货车因故障停在车道上,后面一辆质量m2=1.5×103 kg的轿车来不及刹车,直接撞入货车尾部失去动力。相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了s=6.75 m停下。已知车轮与路面间的动摩擦因数μ=0.6,求碰撞前轿车的速度大小。(重力加速度取g=10 m/s2)
[思路点拨]
(1)两车相撞瞬间动量近似守恒。
(2)两车相撞后一起做匀减速直线运动。
[解析] 由牛顿第二定律得μ(m1+m2)g=(m1+m2)a
解得a=6 m/s2 ①
则两车相撞后速度为v==9 m/s ②
由动量守恒定律得m2v0=(m1+m2)v ③
解得v0=v=27 m/s。
[答案] 27 m/s