[答案] 3 kg
对碰撞问题的三点提醒
(1)当遇到两物体发生碰撞的问题,不管碰撞环境如何,要首先想到利用动量守恒定律。
(2)对心碰撞是同一直线上的运动过程,只在一个方向上列动量守恒方程即可,此时应注意速度正、负号的选取。
(3)而对于斜碰,要在相互垂直的两个方向上分别应用动量守恒定律。
1.在2018冬残奥会上中国队以6∶5战胜挪威队,实现了中国代表团冬残奥会金牌零的突破。图为队长王海涛的最后致胜一投,假设他将质量为19 kg的冰壶推出,运动一段时间后以0.4 m/s的速度正碰静止的挪威冰壶,然后中国队冰壶以0.1 m/s的速度继续向前滑向大本营中心。若两冰壶质量相等,则下列判断正确的是( )
A.挪威队冰壶的速度为0.3 m/s,两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞
B.挪威队冰壶的速度为0.3 m/s,两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞
C.挪威队冰壶的速度为0.5 m/s,两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞
D.挪威队冰壶的速度为0.5 m/s,两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞
解析:选B 两冰壶碰撞的过程中动量守恒,规定向前运动方向为正方向,根据动量守恒定律有:mv1=mv2+mv3,
代入数据得:m×0.4=m×0.1+mv3
解得:v3=0.3 m/s。
动能减小量:ΔE=mv12-mv22-mv32
=m(0.42-0.12-0.32)>0
故系统动能减小,是非弹性碰撞,B正确。
2.如图所示,木块A、B的质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B与一轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直挡板上,当A以4 m/s的速度向B撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,弹簧具有的弹性势能大小为( )
A.4 J B.8 J
C.16 J D.32 J
解析:选B A、B在碰撞过程中动量守恒,碰后粘在一起共同压缩弹簧的过程中机械能守恒。
由碰撞过程中动量守恒得