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质量为m1=1.0和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x-t(位移一时间)图象如图所示,试通过计算回答下列问题:(1)m2等于多少千克?(2)质量为m1的物体在碰
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质量为m1=1.0和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x-t(位移一时间)图象如图所示,试通过计算回答下列问题:(1)m2等于多少千克?
(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少?
(3)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞?
▼优质解答
答案和解析
(1)碰撞前m2是静止的,m1的速度为:v1=
=
=4m/s
碰后m1的速度:v′1=
=
=-2m/s
m2的速度:v′2=
=
=2m/s
规定初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:m1v1=m1v1′+m2v2′
代入数据得:1×4=1×(-2)+m2×2
得:m2=3kg
(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量的变化量是:
△p1=p1′-p1=1×(-2)-1×4=-6Kg•m/s
负号表示动量的变化量方向与初速度方向相反.
(3)碰撞前总动能为:Ek1+Ek2=
m1
=
×1×42+0=8J
碰撞后总动能为:E′k1+E′k2=
m1
+
m2
=
×1×22+
×3×22=8J
故碰撞是弹性碰撞.
答:(1)m2等于3kg
(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量大小是6Kg.m/s,动量的变化量方向与初速度方向相反.
(3)两物体的碰撞是弹性碰撞.
| x1 |
| t1 |
| 8 |
| 2 |
碰后m1的速度:v′1=
| x′1 |
| t′1 |
| 0−8 |
| 4 |
m2的速度:v′2=
| x′2 |
| t′2 |
| 8 |
| 4 |
规定初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:m1v1=m1v1′+m2v2′
代入数据得:1×4=1×(-2)+m2×2
得:m2=3kg
(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量的变化量是:
△p1=p1′-p1=1×(-2)-1×4=-6Kg•m/s
负号表示动量的变化量方向与初速度方向相反.
(3)碰撞前总动能为:Ek1+Ek2=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
| 1 |
| 2 |
碰撞后总动能为:E′k1+E′k2=
| 1 |
| 2 |
| v′ | 2 1 |
| 1 |
| 2 |
| v′ | 2 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
故碰撞是弹性碰撞.
答:(1)m2等于3kg
(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量大小是6Kg.m/s,动量的变化量方向与初速度方向相反.
(3)两物体的碰撞是弹性碰撞.
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