【物理】2020届一轮复习人教版第六章第2讲动量守恒定律作业

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【物理】2020届一轮复习人教版第六章第2讲动量守恒定律作业

第2讲 动量守恒定律 主干梳理 对点激活 知识点  动量守恒定律及其应用 Ⅱ ‎1.几个相关概念 ‎(1)系统:在物理学中,将相互作用的几个物体所组成的物体组称为系统。‎ ‎(2)内力:系统内各物体之间的相互作用力叫做内力。‎ ‎(3)外力:系统以外的其他物体对系统的作用力叫做外力。‎ ‎2.动量守恒定律 ‎(1)内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律。‎ ‎(2)表达式 ‎①p=p′,系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′。‎ ‎②m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和。‎ ‎③Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向。‎ ‎④Δp=0,系统总动量的增量为零。‎ ‎(3)适用条件 ‎①理想守恒:系统不受外力或所受外力的合力为零,则系统动量守恒。‎ ‎②近似守恒:系统受到的合外力不为零,但当内力远大于外力时,系统的动量可近似看成守恒。‎ ‎③某方向守恒:系统在某个方向上所受合外力为零时,系统在该方向上动量守恒。‎ 知识点  弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ ‎1.碰撞 碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象。‎ ‎2.特点 在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,可认为相互碰撞的系统动量守恒。‎ ‎3.分类 ‎4.散射 微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”,微观粒子的碰撞又叫做散射。‎ 知识点  反冲 爆炸 Ⅰ ‎1.反冲现象 ‎(1)在某些情况下,原来系统内物体具有相同的速度,发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开。这类问题相互作用的过程中系统的动能增大,且常伴有其他形式的能向动能的转化。‎ ‎(2)反冲运动的过程中,一般合外力为零或外力的作用远小于物体间的相互作用力,可利用动量守恒定律来处理。‎ ‎2.爆炸问题 爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒,爆炸过程中位移很小,可忽略不计,作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动。‎ ‎                    ‎ 一 思维辨析 ‎1.系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。(  )‎ ‎2.系统的动量守恒时,机械能也一定守恒。(  )‎ ‎3.当质量相等时,发生完全弹性碰撞的两个球碰撞前后速度交换。(  )‎ ‎4.光滑水平面上的两球做相向运动,发生正碰后两球均变为静止,于是可以断定碰撞前两球的动量大小一定相等。(  )‎ ‎5.只要系统内存在摩擦力,系统的动量就不可能守恒。(  )‎ 答案 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.×‎ 二 对点激活 ‎1.(人教版选修3-5·P16·T5改编)某机车以‎0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢,跟它们对接。机车跟第1节车厢相碰后,它们连在一起具有一个共同的速度,紧接着又跟第2节车厢相碰,就这样,直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等,则跟最后一节车厢相碰后车厢的速度为(铁轨的摩擦忽略不计)(  )‎ A.‎0.053 m/s B.‎0.05 m/s C.‎0.057 m/s D.‎0.06 m/s 答案 B 解析 取机车和15节车厢整体为研究对象,由动量守恒定律得mv0=(m+‎15m)v,v=v0=×‎0.8 m/s=‎0.05 m/s。故B正确。‎ ‎2.(人教版选修3-5·P17·T7改编)悬绳下吊着一个质量为M=‎9.99 kg的沙袋,构成一个单摆,摆长L=‎1 m。一颗质量m=‎10 g的子弹以v0=‎500 m/s的水平速度射入沙袋,瞬间与沙袋达到共同速度(不计悬绳质量,g取‎10 m/s2),则此时悬绳的拉力为(  )‎ A.35 N B.100 N C.102.5 N D.350 N 答案 C 解析 子弹打入沙袋过程中,对子弹和沙袋由动量守恒定律得mv0=(m+M)v,得子弹与沙袋的共同速度v== m/s=‎0.5 m/s。对子弹和沙袋,由向心力公式FT-(m+M)g=(m+M)得,悬绳的拉力FT=(m+M)g+(m+M)=102.5 N,故C正确。‎ ‎3.(人教版选修3-5·P17·T6改编)如图所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置,B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为3∶1,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞,则A、B两球的质量之比为(  )‎ A.1∶2 B.2∶‎1 C.1∶4 D.4∶1‎ 答案 D 解析 设A、B质量分别为mA、mB,B的初速度为v0,取B的初速度方向为正方向,由题意知,两球刚好不发生第二次碰撞,说明A、B碰撞后速度大小相等,方向相反,分别为和-,则有mBv0=mA·+mB-,解得mA∶mB=4∶1,D正确。‎ 考点细研 悟法培优 考点1 动量守恒定律的理解与应用 ‎1.动量守恒定律的“六性”‎ ‎(1)系统性:研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统。‎ ‎(2)条件性:必须满足动量守恒定律的适用条件。‎ ‎(3)矢量性:表达式中初、末动量都是矢量,首先需要选取正方向,分清各物体初、末动量的正、负。‎ ‎(4)瞬时性:动量是状态量,动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等。‎ ‎(5)相对性:动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系。一般选地面为参考系。‎ ‎(6)普适性:不仅适用于宏观低速物体组成的系统,也适用于微观高速粒子组成的系统。‎ ‎2.应用动量守恒定律解题的步骤 ‎    ‎ 例1 (2018·蓉城模拟)如图所示,在足够长的固定斜面上有一质量为m的薄木板A,木板A获得初速度v0后恰好能沿斜面匀速下滑。现将一质量也为m的小滑块B无初速度轻放在木板A的上表面,对于滑块B在木板A上滑动的过程中(B始终未从A的上表面滑出,B与A间的动摩擦因数大于A与斜面间的动摩擦因数),下列说法正确的是(  )‎ A.A、B组成的系统动量和机械能都守恒 B.A、B组成的系统动量和机械能都不守恒 C.当B的速度为v0时,A的速度为v0‎ D.当A的速度为v0时,B的速度为v0‎ 解题探究 (1)木板A获得初速度v0后恰好能沿斜面匀速下滑,放上B后A、B组成的系统合外力为零吗?‎ 提示:由题意知木板A 与斜面的动摩擦因数等于斜面倾角的正切值,所以放上B后A、B组成的系统合外力仍为零。‎ ‎(2)刚放上B后,A、B间发生相对滑动吗?‎ 提示:发生。‎ 尝试解答 选C。‎ 由于木板A沿斜面匀速下滑,则木板A受到的合力为零,当小滑块B放在木板A上表面后,A、B组成的系统所受的合力仍为零,则系统的动量守恒,由于A、B间以及A与斜面间摩擦力的作用,则系统的机械能一直减小,即机械能不守恒,A、B错误;由于B与A之间的动摩擦因数大于A与斜面间的动摩擦因数,所以当A、B共速后将沿斜面共同匀速下滑,即B的速度不可能大于A的速度,又由动量守恒定律知C正确,D错误。‎ 总结升华 应用动量守恒定律时的几点易错提醒 ‎(1)动量守恒定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统。系统的动量是否守恒,与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系。‎ ‎(2)分析系统内物体受力时,要弄清哪些是系统的内力,哪些是系统外的物体对系统的作用力。‎ ‎(3)动量守恒和机械能守恒的条件不同,动量守恒时机械能不一定守恒,机械能守恒时动量不一定守恒,二者不可混淆。‎ ‎[变式1] (2018·宁夏固原市一中月考)如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m的球以速度v0向滑块滚来,小球不能越过滑块,则小球到达最高点时,小球和滑块的速度大小是(  )‎ A. B. C. D. 答案 A 解析 小球沿滑块上滑的过程中,对小球和滑块组成的系统,水平方向不受外力,因而水平方向动量守恒,小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度 v(若速度不相同,必然相对运动,此时一定不是最高点)。由水平方向动量守恒得:mv0=(M+m)v,所以v=,A正确。‎ 考点2 碰撞问题分析 ‎1.碰撞遵循的三条原则 ‎(1)动量守恒定律。‎ ‎(2)机械能不增加 Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′或+≥+ ‎(3)速度要合理 ‎①同向碰撞:碰撞前,后面的物体速度大;碰撞后,若物体速度仍同向,则前面的物体速度大(或相等)。‎ ‎②相向碰撞:碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变。‎ ‎2.弹性碰撞讨论 ‎(1)碰后速度的求解 根据动量守恒和机械能守恒 解得v1′= v2′= ‎(2)分析讨论 当碰前两物体的速度不为零时,若m1=m2,则v1′=v2,v2′=v1,即两物体交换速度。‎ 当碰前物体2的速度为零时:‎ v1′=v1,v2′=v1,‎ ‎①m1=m2时,v1′=0,v2′=v1,碰撞后两物体交换速度。‎ ‎②m1>m2时,v1′>0,v2′>0,碰撞后两物体沿相同方向运动。‎ ‎③m10,碰撞后质量小的物体被反弹回来。‎ ‎    ‎ 例2 (2018·安徽知名示范高中质检)甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p1=‎5 kg·m/s,p2=‎7 kg·m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为‎10 kg·m/s,则甲球质量m1与乙球质量m2‎ 间的关系可能正确的是(  )‎ A.m1=m2 B.‎2m1=m2‎ C.‎4m1=m2 D.‎6m1=m2‎ 解题探究 (1)甲、乙两球碰撞时动量守恒,机械能一定守恒吗?‎ 提示:不一定守恒,但不能增加。‎ ‎(2)碰后甲的速度和乙的速度若同向应满足什么关系?‎ 提示:甲的速度小于等于乙的速度。‎ 尝试解答 选C。‎ 设碰后甲球动量变为p1′,乙球动量变为p2′,根据动量守恒定律得p1+p2=p1′+p2′,解得p1′=‎2 kg·m/s。碰撞过程系统的总动能不增加,则有+≤+,解得≤,碰撞前甲的速度大于乙的速度,则>,解得<,碰撞后甲的速度不大于乙的速度,则有≤,解得≥,综上有≤≤,C正确,A、B、D错误。‎ 总结升华 碰撞问题解题策略 ‎(1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件,列出相应方程求解。‎ ‎(2)可熟记一些公式,例如“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足:v1=v0、v2=v0。‎ ‎(3)熟记弹性正碰的一些结论,例如,当两球质量相等时,两球碰撞后交换速度;当m1≫m2,且v20=0时,碰后质量大的球速度不变,质量小的球速度为2v0;当m1≪m2,且v20=0时,碰后质量大的球速度不变(仍静止),质量小的球原速率反弹。‎ ‎[变式2] 如图所示,在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们排成一条直线,小球2、3静止,并靠在一起,球1以速度v0射向它们,设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度值是(  )‎ A.v1=v2=v3=v0 B.v1=0,v2=v3=v0‎ C.v1=0,v2=v3=v0 D.v1=v2=0,v3=v0‎ 答案 D 解析 由题设条件,三球在碰撞过程中总动量和总动能守恒,且各球质量相同,由弹性碰撞一动碰一静结论知D正确。‎ 考点3 碰撞类模型的拓展 ‎1.“弹簧类”模型 ‎2.“子弹打木块”“滑块—木板”模型 ‎3.“光滑圆弧轨道+滑块(小球)”模型 ‎4.悬绳模型 悬绳模型(如图所示)与模型3特点类似,即系统机械能守恒,水平方向动量守恒,解题时需关注物体运动的最高点和最低点。‎ ‎    ‎ 例3 如图所示,半径均为R、质量均为M、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、b′分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着墙壁,一个质量为m的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放,求:‎ ‎(1)小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小;‎ ‎(2)小球C在B槽内运动所能达到的最大高度;‎ ‎(3)B的最大速度。‎ 解题探究 (1)小球C在B槽内运动到最大高度时CB两者是否共速?‎ 提示:是。‎ ‎(2)何时B的速度最大?‎ 提示:小球C相对于B回到b′点时。‎ 尝试解答 (1) 3mg+Mg (2) ‎(3) ‎(1)小球C从a点运动到b点的过程,机械能守恒,有mgR=mv 解得小球到b点时的速度大小为v0= 在最低点b,根据牛顿第二定律可得N-mg=m 解得N=3mg 由牛顿第三定律可知,小球C对A的压力N′=N=3mg,A静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,地面对A的支持力F=N′+Mg=3mg+Mg,由牛顿第三定律可知,A对地面的压力F′=F=3mg+Mg。‎ ‎(2)B、C组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,小球C在B槽内运动至所能达到的最大高度h处时,两者共速,由动量守恒定律可知mv0=(M+m)v 由机械能守恒定律,有mv=(M+m)v2+mgh 解得h=。‎ ‎(3)当小球回到B槽的底端b′点时,B的速度最大,根据动量守恒定律,有 mv0=mv1+Mv2‎ 由能量守恒定律可知mv=mv+Mv 解得v2=。‎ 总结升华 处理碰撞类模型的方法技巧 ‎(1)“弹簧类”模型的解题思路 ‎①应用系统的动量守恒。‎ ‎②应用系统的机械能守恒。‎ ‎③应用临界条件:两物体共速时,弹簧的弹性势能最大。‎ ‎(2)“滑块—木板”模型解题思路 ‎①应用系统的动量守恒。‎ ‎②在涉及滑块或木板的时间时,优先考虑用动量定理。‎ ‎③在涉及滑块或木板的位移时,优先考虑用动能定理。‎ ‎④在涉及滑块与木板的相对位移时,优先考虑用系统的能量守恒。‎ ‎⑤滑块与木板不相对滑动时,两者达到共同速度。‎ ‎[变式3-1] 两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为‎2 kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=‎6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量为‎4 kg的物块C静止在前方,如图所示。已知B与C碰撞后二者会粘在一起运动。在以后的运动中:‎ ‎(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?‎ ‎(2)系统中弹性势能的最大值是多少?‎ 答案 (1)‎3 m/s (2)12 J 解析 (1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大,根据A、B、C三者组成的系统动量守恒,取向右为正方向,有(mA+mB)v=(mA+mB+mC)vABC 代入数据解得vABC=‎3 m/s。‎ ‎(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰撞后瞬间B、C 的共同速度为vBC,则有mBv=(mB+mC)vBC 代入数据解得vBC=‎2 m/s 当A、B、C三者的速度相等时,弹簧的弹性势能最大,设为Ep,在B、C碰撞后,A与B、C组成的系统通过弹簧相互作用的过程中机械能守恒。根据机械能守恒定律得Ep=(mB+mC)v+mAv2-(mA+mB+mC)·v=12 J。‎ ‎[变式3-2] 如图所示,质量m1=‎0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=‎1.5 m,现有质量m2=‎0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=‎2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止,物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=‎10 m/s2,求:‎ ‎(1)物块与小车共同速度大小;‎ ‎(2)物块在车面上滑行的时间t;‎ ‎(3)小车运动的位移大小x;‎ ‎(4)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少?‎ 答案 (1)‎0.8 m/s (2)0.24 s ‎(3)‎0.096 m (4)‎5 m/s 解析 (1)设物块与小车共同速度为v,‎ 以水平向右为正方向,‎ 根据动量守恒定律:m2v0=(m1+m2)v 解得v=‎0.8 m/s。‎ ‎(2)设物块与车面间的滑动摩擦力为Ff,‎ 对物块应用动量定理:‎ ‎-Fft=m2v-m2v0‎ 又Ff=μm‎2g 解得:t= 代入数据得t=0.24 s。‎ ‎(3)对小车应用动能定理:‎ μm2gx=m1v2‎ 解得x=‎0.096 m。‎ ‎(4)要使物块恰好不从小车右端滑出,须使物块运动到小车右端时与小车有共同的速度,设其为v′,以水平向右为正方向,则:‎ m2v0′=(m1+m2)v′‎ 由系统能量守恒有:‎ m2v0′2=(m1+m2)v′2+μm2gL 代入数据解得v0′=‎5 m/s 故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过‎5 m/s。‎ 考点4 爆炸 ‎ 爆炸的特点 ‎1.动量守恒:由于爆炸是在极短的时间内完成的,发生爆炸时物体间的相互作用力远远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的总动量守恒。‎ ‎2.动能增加:在爆炸过程中,由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能,所以爆炸前后系统的总动能增加。‎ ‎3.位置不变:爆炸的时间极短,因而在作用过程中,物体产生的位移很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动。‎ ‎    ‎ 例4 以与水平方向成60°角斜向上的初速度v0射出的炮弹,到达最高点时因爆炸分成质量分别为m和‎2m的两块,其中质量为‎2m的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行。求:‎ ‎(1)质量较小的那一块弹片速度的大小和方向;‎ ‎(2)爆炸过程中有多少化学能转化为炮弹的动能?‎ 解题探究 (1)爆炸前,达到最高点时,炮弹的速度是什么方向?‎ 提示:水平方向。‎ ‎(2)爆炸过程动量和机械能都守恒吗?‎ 提示:爆炸过程内力远大于外力,动量守恒,化学能转化为炮弹分成两块后增加的动能,机械能不守恒。‎ 尝试解答 (1)2.5v0 方向与爆炸前炮弹运动的方向相反 (2)mv ‎(1)斜抛的炮弹在水平方向上做匀速直线运动,则炮弹在最高点爆炸前的速度为v1=v0cos60°=。‎ 设炮弹在最高点爆炸前的速度方向为正方向,由动量守恒定律得3mv1=2mv1′+mv2,‎ 又v1′=2v0,‎ 解得v2=-2.5v0,负号表示速度方向与规定的正方向相反。‎ ‎(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于动能的增量,所以转化为动能的化学能为 E=ΔEk=-(‎3m)v=mv。‎ 总结升华 (1)分析爆炸问题,要准确确定爆炸前后的速度,不能把物体的初速度当作爆炸前的速度。‎ (2)根据爆炸前后动量守恒,以及增加的动能等于消耗的其他能量入手求解。‎ ‎[变式4] (多选)向空中发射一物体,不计空气阻力。当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则(  )‎ A.b的速度方向一定与原速度方向相反 B.从炸裂到落地的这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大 C.a、b一定同时到达水平地面 D.在炸裂过程中,a、b受到的爆炸力大小一定相等 答案 CD 解析 空中爆炸问题,因系统内力远大于外力,故满足系统动量守恒的条件。由题中所给物理情景“一分为二”,系统动量守恒的表达式为mv0=mava+mbvb 因mava与mv0同向,取v0为正方向。讨论:‎ ‎①若mavamv0,则mbvb为负,vb与va反向,a在b之前。所以A错误;因题设条件只给出了va与v0同向和ma>mb,所以vb大于、等于和小于va的情况都有可能存在,从同一高度平抛物体的水平射程由水平初速度决定,故sb>sa、sb=sa、sbμmgl①‎ 即μ<②‎ 设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间,a的速度大小为v1。由能量守恒定律有 mv=mv+μmgl③‎ 设在a、b碰撞后的瞬间,a、b的速度大小分别为v1′、v2′,由动量守恒和能量守恒有 mv1=mv1′+v2′④‎ mv=mv′+v2′2⑤‎ 联立④⑤式解得v2′=v1⑥‎ 由题意,b没有与墙发生碰撞,由功能关系可知 v2′2≤μgl⑦‎ 联立③⑥⑦式,可得 μ≥⑧‎ 联立②⑧式,a与b发生碰撞,但b没有与墙发生碰撞的条件为 ≤μ<。‎ 配套课时作业 ‎  时间:60分钟 满分:100分 一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。其中1~6为单选,7~10为多选)‎ ‎1.(2017·全国卷Ⅰ)将质量为‎1.00 kg的模型火箭点火升空,‎50 g燃烧的燃气以大小为‎600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(  )‎ A.‎30 kg·m/s B.5.7×‎102 kg·m/s C.6.0×‎102 kg·m/s D.6.3×‎102 kg·m/s 答案 A 解析 由于喷气时间短,且不计重力和空气阻力,则火箭和燃气组成的系统动量守恒。燃气的动量p1=mv=0.05×‎600 kg·m/s=‎30 kg·m/s,则火箭的动量p2=p1=‎30 kg·m/s,A正确。‎ ‎2.(2019·唐山摸底考试)如图所示,静止在光滑水平面上的质量为‎2m的滑块B与轻质弹簧拴接,轻弹簧另一端固定,质量为m的滑块A以速度v0向右运动,滑块A、B相碰瞬间粘在一起。此后弹簧弹性势能的最大值为(  )‎ A.mv B.mv C.mv D.mv 答案 B 解析 滑块A、B发生碰撞,由动量守恒定律,mv0=(m+‎2m)v,解得v=。碰撞后的动能Ek=·3mv2=mv,滑块压缩弹簧,动能转化为弹性势能,由能量守恒定律可知弹簧的最大弹性势能Ep=Ek=mv,B正确。‎ ‎3.(2018·江南十校检测)如图所示,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切,小滑块B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放。已知圆弧轨道半径R=‎1.8 m,小滑块的质量关系是mB=2mA,重力加速度g=‎10 m/s2。则碰后小滑块B的速度大小不可能是(  )‎ A.‎5 m/s B.‎4 m/s C.‎3 m/s D.‎2 m/s 答案 A 解析 设小滑块A到达最低点时的速度为v0,根据动能定理:mgR=mv-0,可得v0=‎6 m/s。若是弹性碰撞,mAv0=mAv1+mBv2,mAv=mAv+mBv,联立解得v2=‎4 m/s;若是完全非弹性碰撞,mAv0=(mA+mB)v,解得v=‎2 m/s,所以碰后小滑块B的速度范围为‎2 m/s≤v≤‎4 m/s,B的速度不可能是‎5 m/s,故选A。‎ ‎4.(2018·广东东莞调研)两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上。现在,其中一人向另一个人抛出一个篮球,另一人接球后再抛回。如此反复进行几次之后,甲和乙最后的速率关系是(  )‎ A.若甲最先抛球,则一定是v甲>v乙 B.若乙最后接球,则一定是v甲>v乙 C.只有甲先抛球,乙最后接球,才有v甲>v乙 D.无论怎样抛球和接球,都是v甲>v乙 答案 B 解析 系统总动量为零,最后球在谁手中,谁的质量大,速度则小,故B正确。‎ ‎5.(2018·衡阳联考三)如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为‎2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上。弧形槽底端与水平面相切,一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法错误的是(  )‎ A.在下滑过程中,物块和弧形槽组成的系统机械能守恒 B.在下滑过程中,物块和槽在水平方向动量守恒 C.物块压缩弹簧的过程中,弹簧的最大弹性势能Ep=mgh D.物块被弹簧反弹后,离开弹簧时的速度大小为 答案 D 解析 在物块下滑过程中,外力只有重力做功,物块和弧形槽组成的系统机械能守恒,水平方向不受外力,水平方向动量守恒,A、B正确;由mgh=mv+·2mv和0=mv1-2mv2得物块滑离弧形槽时的速度v1=,再压缩弹簧,使弹簧获得的最大弹性势能Ep=mv=mgh,C正确;物块被弹簧弹开的过程,弹性势能又变成物块的动能,物块离开弹簧时的速度大小为 ,D错误。‎ ‎6.(2018·泉州模拟)如图所示,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升的最大高度为h0(不计空气阻力),则(  )‎ A.小球和小车组成的系统动量守恒 B.小车向左运动的最大距离为R C.小球离开小车后做斜上抛运动 D.小球第二次能上升的最大高度h0
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