题目
用绳拴住弹簧的两端,使弹簧处于压缩状态,弹簧两边分别接触两个质量不同物体。将绳烧断,弹簧将突然伸长,在将两物体弹开的瞬间,这两个物体大小相等的物理量是( )A. 速度B. 动量C. 动能D. 加速度
用绳拴住弹簧的两端,使弹簧处于压缩状态,弹簧两边分别接触两个质量不同物体。将绳烧断,弹簧将突然伸长,在将两物体弹开的瞬间,这两个物体大小相等的物理量是( )
A. 速度
B. 动量
C. 动能
D. 加速度
题目解答
答案
B. 动量
解析
本题考查动量守恒定律的应用。关键在于分析系统受力及运动过程中的守恒关系:
- 系统初态:弹簧压缩,两物体静止,总动量为零。
- 过程分析:烧断绳子后,弹簧恢复形变,对两物体施加等大反向的弹力,作用时间极短,外力可忽略,系统动量守恒。
- 守恒结论:两物体动量大小相等、方向相反,与质量无关。速度、动能、加速度因质量差异而不同。
选项分析
A. 速度
- 动量守恒要求 $m_1v_1 = m_2v_2$,因 $m_1 \neq m_2$,故 $v_1 \neq v_2$。
- 速度不相等,排除A。
B. 动量
- 系统总动量始终为零,故 $p_1 = -p_2$,大小相等。
- 动量相等,B正确。
C. 动能
- 动能 $E_k = \frac{p^2}{2m}$,因 $m_1 \neq m_2$,且 $p_1 = p_2$,故 $E_{k1} \neq E_{k2}$。
- 动能不相等,排除C。
D. 加速度
- 弹簧弹力 $F$ 相等,由 $a = \frac{F}{m}$,因 $m_1 \neq m_2$,故 $a_1 \neq a_2$。
- 加速度不相等,排除D。