Question

在質量為M的小車中掛有一單擺，擺球的質量為m₀，小車(和單擺)以恒定的速度v₀沿光滑水平面運動，與位于正對面的質量為m的靜止木塊發生碰撞，如圖16-3-3所示.碰撞的時間極短，在碰撞過程中，下列情況可能發生的是(    )

圖16-3-3

A.小車和擺球的速度都變為v₁，木塊的速度變為v₂，滿足(M+m₀)v₀=(M+m)v₁+mv₂

B.小車、木塊、擺球的速度都發生變化分別變為v₁、v₂、v₃，滿足(M+m₀)v₀=Mv₁+mv₂+m₀v₃

C.擺球的速度不變，小車和木塊的速度變為v₁和v₂，滿足Mv=Mv₁+mv₂

D.擺球的速度不變，小車和木塊的速度變為v′，滿足Mv=(M+m)v′

Answer 1

解析：由于小車與木塊發生碰撞的時間極短，碰撞時僅小車與木塊間發生相互作用，使小車與木塊的動量速度發生變化，而在這極短時間內，擺球和小車水平方向并沒有通過繩發生相互作用，所以小車與木塊碰后瞬時，小球仍保持原來的速度而未來得及變化.因此小車與木塊碰撞剛結束時，球仍保持原來的速度，僅小車與木塊由于相互作用，各自動量發生改變，所以選項A、B是錯誤的.取小車(不包括擺球)和木塊作為系統，碰撞前后動量守恒，但小車與木塊碰后可能分離，也可能結合在一起，所以選項C、D中兩情況都可能發生.

答案：CD