Question

3．如圖所示，兩條形磁鐵各固定在甲、乙兩小車(chē)上，它們能在水平面上無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng)，甲車(chē)與磁鐵的總質(zhì)量為1kg，乙車(chē)與磁鐵的總質(zhì)量為0.5kg，兩磁鐵N極相對(duì)，現(xiàn)使兩車(chē)在同一直線上相向運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻甲車(chē)的速度為2m/s，乙車(chē)的速度為3m/s，可以看到它們沒(méi)有相碰就分開(kāi)了，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 乙車(chē)開(kāi)始反向時(shí)，甲車(chē)的速度為0.5m/s，方向不變
• B． 兩車(chē)相距最近時(shí)，乙車(chē)的速度為零
• C． 兩車(chē)相距最近時(shí)，乙車(chē)的速度為零0.33m/s，與乙車(chē)原來(lái)的速度方向相反
• D． 甲車(chē)對(duì)乙車(chē)的沖量與乙車(chē)對(duì)甲車(chē)的沖量相同

Answer 1

分析 以兩車(chē)和磁鐵組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒．當(dāng)乙車(chē)開(kāi)始反向時(shí)，乙車(chē)的速度為零，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解此時(shí)甲車(chē)的速度．兩車(chē)距離最近時(shí)，兩車(chē)的速度相同，由動(dòng)量守恒定律求解共同速度．沖量是矢量，其方向與作用力方向相同，甲對(duì)乙與乙對(duì)甲的作用力方向相反，沖量方向相反．

解答 解：以兩車(chē)和磁鐵組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，取水平向右方向?yàn)檎�方向�?br />A、乙車(chē)開(kāi)始反向時(shí)速度為零，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：m_甲v_甲-m_乙v_乙=m_甲v_甲′，代入數(shù)據(jù)解得：v_甲′=0.5m/s，方向與原來(lái)方向相同，故A正確．
B、當(dāng)兩車(chē)速度相同時(shí)，相距最近，設(shè)共同速度為v，則有：m_甲v_甲-m_乙v_乙=（m_甲+m_乙）v，
代入數(shù)據(jù)解得：v=$\frac{1}{3}$≈0.33m/s，方向水平向右，與乙車(chē)原來(lái)的速度相反．故B錯(cuò)誤，C正確．
D、甲對(duì)乙的力與乙對(duì)甲的力是一對(duì)作用力與反作用力，它們大小相等方向相反，則它們的沖量大小相等而方向相反，甲對(duì)乙的沖量與乙對(duì)甲的沖量不相同，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用能力，難點(diǎn)在于分析兩車(chē)距離最近時(shí)速度相同，要注意動(dòng)量是矢量，要選取正方向，用帶正負(fù)號(hào)的量值表示動(dòng)量．