16.5 碰撞
一 夯实基础
1.(2019·安徽江南十校联考)如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中.假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5 m,g取10 m/s2,物块可视为质点.则A碰撞前瞬间的速度为( )
A.0.5 m/s B.1.0 m/s
C.1.5 m/s D.2.0 m/s
【答案】:C
【解析】:碰后物块B做匀减速直线运动,由动能定理有-μ·2mgx=0-·2mv22,得v2=1 m/s.A与B碰撞过程中动量守恒、机械能守恒,则有mv0=mv1+2mv2,mv02=mv12+·2mv22,解得v0=1.5 m/s,则C项正确.
2.(2019·山东恒台一中高三上学期诊断考试)如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为v1=1 m/s、v2=2 m/s的速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以0.5 m/s的速度向左运动,则甲、乙两球的质量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
【答案】 A
【解析】 设甲、乙两球的质量分别为m1、m2,乙球的速度方向为正方向,根据动量守恒:m2v2-m1v1=(m1+m2)v,即2m2-m1=(m1+m2)×0.5,解得m1∶m2=1∶1,A正确。
3.下列关于碰撞的理解正确的是( )
A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程
B.在碰撞现象中,一般内力都远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的动能守恒
C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞
D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触,所以不能称其为碰撞
【答案】 A
【解析】 碰撞是十分普遍的现象,它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象.一般内力远大于外力.如果碰撞中机械能守恒,就叫做弹性碰撞.微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点,所以仍然是碰撞.
4.(多选)如图所示,在光滑水平面上停放质量为m的装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则( )
A.小球在小车上到达最高点时的速度大小为 B.小球离车后,对地将向右做平抛运动
C.小球离车后,对地将做自由落体运动 D.此过程中小球对车做的功为mv02
【答案】 ACD
【解析】 小球到达最高点时,小车和小球相对静止,且水平方向总动量守恒,小球离开车时类似弹性碰撞,两者速度完成互换,故选项A、C、D都是正确的.
5.质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比可能为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】AB
【解析】 由题意知碰后两物体运动方向相同,动量守恒,Mv=Mv1+mv2,又Mv1=mv2,得出v1=v、v2=v,能量关系满足Mv2≥Mv+mv,把v1、v2代入求得≤3,A、B正确,C、D错误。
6.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直线排列,2、3小球静止,并靠在一起,1球以速度v0射向它们,如图所示,设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能值是( )
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】选由题设条件,三个球在碰撞过程中总动量和总动能守恒。若各球质量均为m,而碰撞前系统的总动量为mv0,总动能为mv。假如A正确,则碰后总动量为mv0,这违反动量守恒定律,A错误;假如B正确,则碰后总动量为mv0,这也违反动量守恒定律,B错误;假如C正确,则碰后总动量为mv0,但总动能为mv,这显然违反机械能守恒定律,C错误;而D既满足机械能守恒定律,也满足动量守恒定律,D正确。
7.(2019·湖北八校联合二模)如图所示,在光滑的水平面上,有两个质量均为m的小车A和B,两车之间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度v0向右运动,另有一质量为m的粘性物体,从高处自由落下,正好落在A车上,并与之粘合在一起,求这以后的运动过程中,弹簧获得的最大弹性势能为( )
A.mv B.mv C.mv D.mv
【答案】 C
【解析】 粘性物体和A相互作用,水平方向动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律有mv0=2mv1,得v1=v0。之后三个物体一起相互作用,动量守恒,当B车与A车速度相等时,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒定律得mv0+2mv1=3mv2,得v2=v0,弹簧的最大弹性势能Ep=mv+×2m-×3m=mv,C正确。
8.(2019·桂林质检)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两个小球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为8 kg·m/s,运动过程中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则 ( )
A.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
B.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
C.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
D.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
【答案】:C
【解析】:A、B两球发生碰撞,规定向右为正方向,由动量守恒定律可得ΔpA=-ΔpB,由于碰后A球的动量增量为负值,所以右边不可能是A球;因A球动量的增量是负值,因此碰撞后A球的动量为4 kg·m/s,所以碰撞后B球的动量是增加的,为12 kg·m/s,由于mB=2mA,所以碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶3,故C正确.
9.在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B,两者相距为d.现给A一初速度,使A与B发生弹性正碰,碰撞时间极短.当两木块都停止运动后,相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ,B的质量为A的2倍,重力加速度大小为g.求A的初速度的大小.
【答案】
【解析】 设在发生碰撞前的瞬间,木块A的速度大小为v;在碰撞后的瞬间,A和B的速度分别为v1和v2.以碰撞前木块A的速度方向为正方向.在碰撞过程中,由能量守恒和动量守恒得
mv2=mv12+(2m)v22①
mv=mv1+(2m)v2②
由①②式得v1=-③
设碰撞后A和B运动的距离分别为d1和d2,由动能定理得-μmgd1=0-mv12④
-μ(2m)gd2=0-(2m)v22⑤
按题意有d=d1+d2⑥
设A的初速度大小为v0,由动能定理得
-μmgd=mv2-mv02⑦
联立②③④⑤⑥⑦式,得v0= .
10.如图所示,光滑水平轨道右边与墙壁连接,木块A、B和半径为0.5 m的光滑圆轨道C静置于光滑水平轨道上,A、B、C质量分别为1.5 kg、0.5 kg、4 kg.现让A以6 m/s的速度水平向右运动,之后与墙壁碰撞,碰撞时间为0.3 s,碰后速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动,已知g=10 m/s2,求:
(1)A与墙壁碰撞过程中,墙壁对木块A平均作用力的大小;
(2)AB第一次滑上圆轨道所能达到的最大高度h.
【答案】(1)50 N (2)0.3 m
【解析】(1)A与墙壁碰撞过程,规定水平向左为正方向,对A由动量定理有:
Ft=mAv2-mA(-v1)
解得F=50 N
(2)A与B碰撞过程,对A、B系统,水平方向动量守恒有:
mAv2=(mB+mA)v3
AB第一次滑上圆轨道到最高点的过程,对A、B、C组成的系统,水平方向动量守恒有:
(mB+mA)v3=(mB+mA+mC)v4
由能量关系:
(mB+mA)v32=(mB+mA+mC)v42+(mB+mA)gh
解得h=0.3 m.
二 提升训练
1.如图所示,动量分别为pA=12 kg·m/s、pB=13 kg·m/s的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动,经过一段时间后两球发生正碰,分别用ΔpA、ΔpB表示两小球动量的变化量。则下列选项中可能正确的是 ( )
A.ΔpA=-3 kg·m/s、ΔpB=3 kg·m/s B.ΔpA=-2 kg·m/s、ΔpB=2 kg·m/s
C.ΔpA=-24 kg·m/s、ΔpB=24 kg·m/s D.ΔpA=3 kg·m/s、ΔpB=-3 kg·m/s
【答案】AB
【解析】本题的碰撞问题要遵循三个规律:动量守恒定律,碰后系统的机械能不增加和碰撞过程要符合实际情况。本题属于追及碰撞,碰前,后面运动物体的速度一定要大于前面运动物体的速度(否则无法实现碰撞),碰后、前面物体的动量增大,后面物体的动量减小,减小量等于增大量,所以ΔpA<0,ΔpB>0,并且ΔpA=-ΔpB,据此可排除选项D;若ΔpA=-24 kg·m/s、ΔpB=24 kg·m/s,碰后两球的动量分别为pA′=-12 kg·m/s、pB′=37 kg·m/s,根据关系式Ek=可知,A球的质量和动量大小不变,动能不变,而B球的质量不变,但动量增大,所以B球的动能增大,这样系统的机械能比碰前增大了,选项C可以排除;经检验,选项A、B满足碰撞遵循的三个原则。
2.A、B两球沿同一条直线运动,如图所示的x-t图象记录了它们碰撞前后的运动情况,其中a、b分别为A、B碰撞前的x-t图象。c为碰撞后它们的x-t图象。若A球质量为1 kg,则B球质量及碰后它们的速度大小为( )
A.2 kg B. kg C.4 m/s D.1 m/s
【答案】BD
【解析】由图象可知碰撞前二者都做匀速直线运动,va= m/s=-3 m/s,vb= m/s=2 m/s,碰撞后二者连在一起做匀速直线运动,vc= m/s=-1 m/s。
碰撞过程中动量守恒,即
mAva+mBvb=(mA+mB)vc
可解得mB= kg
由以上可知选项B、D正确。
3.质量为m的小球A,沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰。碰撞后,A球的动能变为原来的,那么小球B的速度可能是 ( )
A.v0 B.v0 C.v0 D.v0
【答案】AB
【解析】要注意的是,两球的碰撞不一定是弹性碰撞,A球碰后动能变为原来的,则其速度大小仅为原来的。两球在光滑水平面上正碰,碰后A球的运动有两种可能,继续沿原方向运动或被反弹。
当以A球原来的速度方向为正方向时,则
vA′=±v0,
根据两球碰撞前、后的总动量守恒,有
mv0+0=m×v0+2mvB′,
mv0+0=m×(-v0)+2mvB″。
解得vB′=v0,vB″=v0。
4.(多选)如图所示,三小球a、b、c的质量都是m,都放于光滑的水平面上,小球b、c与水平轻弹簧相连且静止,小球a以速度v0冲向小球b,碰后与小球b黏在一起运动.在整个运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能不守恒
B.三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能也守恒
C.当小球b、c速度相等时,弹簧弹性势能最大
D.当弹簧第一次恢复原长时,小球c的动能一定最大,小球b的动能一定不为零
【答案】 ACD
【解析】 在整个运动过程中,系统的合外力为零,总动量守恒,a与b碰撞过程机械能减少,故A正确,B错误;当小球b、c速度相等时,弹簧的压缩量或伸长量最大,弹性势能最大,故C正确;当弹簧第一次恢复原长时,小球c的动能一定最大,根据动量守恒和机械能守恒分析可知,小球b的动能不为零,故D正确.
5.(2019·四省名校高三第二次联考)某同学做了一个趣味实验,如图所示,有两个弹性小球A、B重叠放置,质量分别为m1、m2,两球球心在同一竖直线上。现让它们在距水平地面高h处由静止释放,落地时认为小球B先与地面碰撞,再与小球A碰撞,小球A碰后能上升的最大高度为H。所有的碰撞都是弹性碰撞,碰撞时间忽略不计,碰撞前后两小球都在竖直方向运动,两小球均可视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若m2=3m1,则H=4h B.若m2=3m1,则H=9h
C.若m2?m1,则近似有H=9h D.若m2?m1,则近似有H=16h
【答案】 AC
【解析】 A、B下降过程为自由落体运动,由匀变速直线运动的速度位移公式得:v2=2gh,解得B触地时两球速度相同,大小为v=,B与地碰撞之后,速度瞬间反向,大小不变,A与B碰撞前后A、B组成的系统动量守恒,设碰后A、B速度大小分别为v1、v2,选向上方向为正方向,由动量守恒定律得:m2v-m1v=m1v1+m2v2,由能量守恒定律得:(m1+m2)v2=m1v+m2v,解得v1=v,若m2=3m1,解得v1=2,小球A上升的最大高度为H==4h,A正确,B错误;若m2?m1,则v1≈3v,则近似有H==9h,C正确,D错误。
6.(2019·天津高三质检)甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,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,则两球质量m1与m2间的关系可能是( )
A.m1=m2 B.2m1=m2
C.4m1=m2 D.6m1=m2
【答案】:C
【解析】:甲、乙两球在碰撞过程中动量守恒,所以有p1+p2=p1′+p2′,即p1′=2 kg·m/s.由于在碰撞过程中,不可能有其他形式的能量转化为机械能,只能是系统内物体间机械能相互转化或一部分机械能转化为内能,因此系统的机械能不会增加,所以有+≥+,所以有m1≤m2.因为题目给出物理情景是“甲从后面追上乙”,要符合这一物理情景,就必须有>,即m1<m2;同时还要符合碰撞后乙球的速度必须大于或等于甲球的速度这一物理情景,即≤,所以m1≥m2.因此C选项正确.
7.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧恢复原长过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升(A、B可视为质点)。下列说法正确的是( )
A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为
C.B能达到的最大高度为 D.B能达到的最大高度为
【答案】BD
【解析】根据机械能守恒定律可得B刚到达水平地面的速度v0=,根据动量守恒定律可得A与B碰撞后的速度为v=v0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为Epm=·2mv2=mgh,A错误,B正确;当弹簧再次恢复原长时,A与B将分开,B以v的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得mgh′=mv2,B能达到的最大高度为,C错误,D正确。
8.如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,AB总质量为M,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB和C都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时AB也向右运动 B.C与B碰前,C与AB的速率之比为M∶m
C.C与油泥粘在一起后,AB立即停止运动 D.C与油泥粘在一起后,AB继续向右运动
【答案】:BC
【解析】:AB与C组成的系统在水平方向上动量守恒,C向右运动时,AB应向左运动,故A错误;设碰前C的速率为v1,AB的速率为v2,则0=mv1-Mv2,得=,故B正确;设C与油泥粘在一起后,AB、C的共同速度为v共,则0=(M+m)v共,得v共=0,故C正确,D错误.
9.如图所示,足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上,物块B置于A的左端,A、B、C的质量分别为m、2m和4m,已知A、B一起以v0的速度向右运动,滑块C向左运动,A、C碰后连成一体,最终A、B、C都静止,求:
(1)C与A碰撞前的速度大小.
(2)A、B间由于摩擦产生的热量.
【答案】 (1)v0 (2)mv02
【解析】 取向右为正方向.
(1)对三个物体组成的系统,根据动量守恒定律得:(m+2m)v0-4mvC=0
解得C与A碰撞前的速度大小vC=v0
(2)A、C碰后连成一体,设速度为v共.
根据动量守恒定律得
mv0-4mvC=(m+4m)v共
解得v共=-v0
根据能量守恒定律得:
Q=(m+4m)v+×2mv-0
解得Q=mv02.
10.如图所示,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直;a和b相距l,b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为m.两物块与地面间的动摩擦因数均相同.现使a以初速度v0向右滑动.此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞.重力加速度大小为g.求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件.
【答案】≤μ<
【解析】 设物块与地面间的动摩擦因数为μ.若要物块a、b能够发生碰撞,应有
mv>μmgl①
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.由能量守恒定律得
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′,以向右为正方向,由动量守恒和能量守恒有
mv1=mv1′+mv2′④
mv=mv1′2+×mv2′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
×mv2′2≤μ·gl⑦
联立③⑥⑦式,可得
μ≥⑧
联立②⑧式得,a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞的条件为
≤μ<.
16.5 碰撞
一 夯实基础
1.(2019·安徽江南十校联考)如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中.假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5 m,g取10 m/s2,物块可视为质点.则A碰撞前瞬间的速度为( )
A.0.5 m/s B.1.0 m/s
C.1.5 m/s D.2.0 m/s
2.(2019·山东恒台一中高三上学期诊断考试)如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为v1=1 m/s、v2=2 m/s的速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以0.5 m/s的速度向左运动,则甲、乙两球的质量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
3.下列关于碰撞的理解正确的是( )
A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程
B.在碰撞现象中,一般内力都远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的动能守恒
C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞
D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触,所以不能称其为碰撞
4.(多选)如图所示,在光滑水平面上停放质量为m的装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则( )
A.小球在小车上到达最高点时的速度大小为 B.小球离车后,对地将向右做平抛运动
C.小球离车后,对地将做自由落体运动 D.此过程中小球对车做的功为mv02
5.质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比可能为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
6.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直线排列,2、3小球静止,并靠在一起,1球以速度v0射向它们,如图所示,设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能值是( )
A.v1=v2=v3=v0 B.v1=0,v2=v3=v0
C.v1=0,v2=v3=v0 D.v1=v2=0,v3=v0
7.(2019·湖北八校联合二模)如图所示,在光滑的水平面上,有两个质量均为m的小车A和B,两车之间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度v0向右运动,另有一质量为m的粘性物体,从高处自由落下,正好落在A车上,并与之粘合在一起,求这以后的运动过程中,弹簧获得的最大弹性势能为( )
A.mv B.mv C.mv D.mv
8.(2019·桂林质检)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两个小球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为8 kg·m/s,运动过程中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则 ( )
A.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
B.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
C.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
D.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
9.在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B,两者相距为d.现给A一初速度,使A与B发生弹性正碰,碰撞时间极短.当两木块都停止运动后,相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ,B的质量为A的2倍,重力加速度大小为g.求A的初速度的大小.
10.如图所示,光滑水平轨道右边与墙壁连接,木块A、B和半径为0.5 m的光滑圆轨道C静置于光滑水平轨道上,A、B、C质量分别为1.5 kg、0.5 kg、4 kg.现让A以6 m/s的速度水平向右运动,之后与墙壁碰撞,碰撞时间为0.3 s,碰后速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动,已知g=10 m/s2,求:
(1)A与墙壁碰撞过程中,墙壁对木块A平均作用力的大小;
(2)AB第一次滑上圆轨道所能达到的最大高度h.
二 提升训练
1.如图所示,动量分别为pA=12 kg·m/s、pB=13 kg·m/s的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动,经过一段时间后两球发生正碰,分别用ΔpA、ΔpB表示两小球动量的变化量。则下列选项中可能正确的是 ( )
A.ΔpA=-3 kg·m/s、ΔpB=3 kg·m/s B.ΔpA=-2 kg·m/s、ΔpB=2 kg·m/s
C.ΔpA=-24 kg·m/s、ΔpB=24 kg·m/s D.ΔpA=3 kg·m/s、ΔpB=-3 kg·m/s
2.A、B两球沿同一条直线运动,如图所示的x-t图象记录了它们碰撞前后的运动情况,其中a、b分别为A、B碰撞前的x-t图象。c为碰撞后它们的x-t图象。若A球质量为1 kg,则B球质量及碰后它们的速度大小为( )
A.2 kg B. kg C.4 m/s D.1 m/s
3.质量为m的小球A,沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰。碰撞后,A球的动能变为原来的,那么小球B的速度可能是 ( )
A.v0 B.v0 C.v0 D.v0
4.(多选)如图所示,三小球a、b、c的质量都是m,都放于光滑的水平面上,小球b、c与水平轻弹簧相连且静止,小球a以速度v0冲向小球b,碰后与小球b黏在一起运动.在整个运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能不守恒
B.三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能也守恒
C.当小球b、c速度相等时,弹簧弹性势能最大
D.当弹簧第一次恢复原长时,小球c的动能一定最大,小球b的动能一定不为零
5.(2019·四省名校高三第二次联考)某同学做了一个趣味实验,如图所示,有两个弹性小球A、B重叠放置,质量分别为m1、m2,两球球心在同一竖直线上。现让它们在距水平地面高h处由静止释放,落地时认为小球B先与地面碰撞,再与小球A碰撞,小球A碰后能上升的最大高度为H。所有的碰撞都是弹性碰撞,碰撞时间忽略不计,碰撞前后两小球都在竖直方向运动,两小球均可视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若m2=3m1,则H=4h B.若m2=3m1,则H=9h
C.若m2?m1,则近似有H=9h D.若m2?m1,则近似有H=16h
6.(2019·天津高三质检)甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,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,则两球质量m1与m2间的关系可能是( )
A.m1=m2 B.2m1=m2
C.4m1=m2 D.6m1=m2
7.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧恢复原长过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升(A、B可视为质点)。下列说法正确的是( )
A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为
C.B能达到的最大高度为 D.B能达到的最大高度为
8.如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,AB总质量为M,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB和C都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时AB也向右运动 B.C与B碰前,C与AB的速率之比为M∶m
C.C与油泥粘在一起后,AB立即停止运动 D.C与油泥粘在一起后,AB继续向右运动
9.如图所示,足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上,物块B置于A的左端,A、B、C的质量分别为m、2m和4m,已知A、B一起以v0的速度向右运动,滑块C向左运动,A、C碰后连成一体,最终A、B、C都静止,求:
(1)C与A碰撞前的速度大小.
(2)A、B间由于摩擦产生的热量.
10.如图所示,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直;a和b相距l,b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为m.两物块与地面间的动摩擦因数均相同.现使a以初速度v0向右滑动.此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞.重力加速度大小为g.求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件.