解题思路:碰撞过程动量守恒、机械能不可能增加,碰撞后不能发生二次碰撞,据此分析答题.
碰撞前总动量为P=m1v1=1×4kg•m/s=4kg•m/s.碰撞前总动能为Ek=[1/2]m1v12=[1/2]×1×42=8J;
A、碰撞后总动量P′=m1v1′+m2v2′=1×1+2×3=7kg•m/s,碰撞过程动量不守恒,不符合实际,故A错误;
B、碰撞后总动量P′=m1v1′+m2v2′=1×(-2)+2×3=4kg•m/s.碰撞后总动能为Ek′=[1/2]m1v1′2+[1/2]m2v2′2=[1/2]×1×(-2)2+[1/2]×2×32=11J,机械能增加,故B错误;
C、碰撞后总动量P′=m1v1′+m2v2′=1×[4/3]+2×[4/3]=4kg•m/s.碰撞后总动能为Ek′=[1/2]m1v1′2+[1/2]m2v2′2=[1/2]×1×([4/3])2+[1/2]×2×([4/3])2=[24/9]J,机械能不增加,故C正确;
D、碰撞后总动量P′=m1v1′+m2v2′=1×3+2×0.5=4kg•m/s.碰撞后总动能为=[1/2]m1v1′2+[1/2]m2v2′2=[1/2]×1×32+[1/2]×2×0.52=4.75J,碰后后面小球的速度大有前面小球的速度,会发生第二次碰撞,不符合实际,故D错误;
故选:C.
点评:
本题考点: 动量守恒定律.
考点点评: 本题考查了机械能守恒定律的应用,碰撞过程中,系统动量守恒、机械能不增大,发生碰撞后不能再发生二次碰撞,据此即可正确解题.