Question

11．如图所示，在质量为M的小车中挂一单摆，摆球质量为m₀，小车（和摆）一起以恒定速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞．设碰撞时间极短，则在碰撞过程中，以下情况可能发生的有（　　）

• A． 车、木块、摆球的速度均可能变化，设变化后的速度分别为v₁、v₂、v₃，则它们满足（M+m）v=Mv₁+mv₂+m₀v₃
• B． 摆球的速度不变，车和木块的速度变为v₁和v₂，且满足Mv=Mv₁+mv₂
• C． 摆球的速度不变，车和木块的速度均变为v₁，且满足Mv=（M+m）v₁
• D． 车和摆球的速度均变为v₁，木块的速度变为v₂，且满足（M+m₀）v=（M+m₀）v₁

Answer 1

分析 在小车和木块碰撞的过程中，由于碰撞时间极短，小车和木块组成的系统动量守恒，摆球在瞬间速度不变．

解答 解：碰撞的瞬间小车和木块组成的系统动量守恒，摆球的速度在瞬间不变，以球的初速度方向为正方向，若碰后小车和木块的速度变v₁和v₂，由动量守恒定律得：
MV=MV₁+mV₂；
若碰后小车和木块速度相同，由动量守恒定律得：
MV=（M+m）V′．
故BC正确，AD错误．
故选：BC．

点评 解决本题的关键合理选择研究对象，知道在碰撞的瞬间前后摆球的速度不变，小车和木块组成的系统动量守恒．