第七章 第35课时 碰撞模型及拓展

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第七章 第35课时 碰撞模型及拓展

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(共68张PPT)
第七章
动量守恒定律
碰撞模型及拓展
第35课时
1.理解碰撞的种类及其遵循的规律。
2.理解“滑块—弹簧”“滑块—斜(曲)面”两种模型与碰撞的相似性,会分析解决两类模型的有关问题。
目标要求
考点一 碰撞模型
考点二 碰撞模型的拓展
内容索引
课时精练
碰撞模型
考点一
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 外力,可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
远大于
3.分类
动量是否守恒 机械能是否守恒
弹性碰撞 守恒 _____
非弹性碰撞 _____ 有损失
完全非弹性碰撞 守恒 损失_____
守恒
守恒
最大
4.“一动碰一静”弹性碰撞实例分析
以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生弹性碰撞为例,则有
m1v1=m1v1'+m2v2'
m1=m1v1'2+m2v2'2
联立解得:v1'=v1,v2'=v1
讨论:
①若m1=m2,则v1'=0,v2'=v1(速度交换);
②若m1>m2,则v1'>0,v2'>0(碰后两小球沿同一方向运动);当m1 m2时,v1'≈v1,v2'≈2v1;
③若m10(碰后两小球沿相反方向运动);当m1 m2时,v1'≈-v1,v2'≈0。
1.若一个质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2、速度为v2的小球发生弹性碰撞,则碰后两个小球的速度v1'、v2'各是多少?
讨论交流
答案 由动量守恒和机械能守恒可知m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
m1+m2=m1v1'2+m2v2'2
联立解得v1'=,v2'=。
2.(来自教材)质量为m、速度为v0的A球跟质量为3m、静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值。那么碰撞后B球的速度可能是以下值吗?
(1)0.6v0;(2)0.4v0。
答案 A球与静止的B球发生碰撞,当发生完全非弹性碰撞时损失的机械能最多,B球的速度最小,vB=v0=v0;当发生弹性碰撞时,B球的速度最大,vB=v0=v0。则碰后B球的速度大小范围为v0≤vB≤v0,所以B球的速度不可能是0.6v0,可能是0.4v0。
   (2025·江苏徐州市调研)A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1 kg,mB=2 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是
A.vA'=3 m/s,vB'=3.5 m/s
B.vA'=5 m/s,vB'=2.5 m/s
C.vA'=1.5 m/s,vB'=3 m/s
D.vA'=-3 m/s,vB'=6.5 m/s

   碰撞过程动量守恒,碰前总动量为(1×6+2×2) kg·m/s=10 kg·m/s,碰后总动量为(1×3+2×3.5) kg·m/s=10 kg·m/s,满足碰撞过程动量守恒。碰前总动能为(×1×62+×2×22) J=22 J,碰后总动能为(×1×32+×2 ×3.52) J=16.75 J,可知总动能没有增大,A、B两球速度可能为3 m/s、3.5 m/s,A正确;
根据给出的数据可知,碰后速度均为正值,则碰后两球同向,此时碰后A的速度不可能大于B的速度,而vA'>vB',则A、B两球速度不可能为
5 m/s、2.5 m/s,B错误;
   碰后总动量为(1×1.5+2×3) kg·m/s=7.5 kg·m/s,可知碰后的动量小于碰前的动量,碰撞前后动量不守恒,则A、B两球速度不可能为
1.5 m/s、3 m/s,C错误;
碰后总动量为[1×(-3)+2×6.5] kg·m/s=10 kg·m/s,满足碰撞过程动量守恒。碰后总动能为×1×(-3)2 J+×2×6.52 J=46.75 J,可知碰后的总动能大于碰前的总动能,而碰撞前后总动能不增加,则A、B两球速度不可能为-3 m/s、6.5 m/s,D错误。
碰撞问题遵守的三条原则
1.动量守恒:p1+p2=p1'+p2'。
2.动能不增加:Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'。
3.速度要符合实际情况
(1)碰前两物体同向运动,若要发生碰撞,则应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v前'≥v后'。
(2)碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向至少有一个改变。
(2025·甘肃卷·4)如图,小球A从距离地面20 m处自由下落,1 s末恰好被小球B从左侧水平击中,小球A落地时的水平位移为3 m。两球质量相同,碰撞为完全弹性碰撞,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,则碰撞前小球B的速度大小v为
A.1.5 m/s
B.3.0 m/s
C.4.5 m/s
D.6.0 m/s

   根据题意可知,小球A和B碰撞过程中,水平方向上动量守恒,竖直方向上A球的竖直速度不变,设碰撞后A球水平速度为v1,B球水平速度为v2,则有mv=mv1+mv2,碰撞为完全弹性碰撞,则由能量守恒定律有mv2=m+m,联立解得v1=v,v2=0,小球A在竖直方向上做匀加速直线运动,则有h=gt2,解得t=2 s,可知,碰撞后,小球A运动t'=1 s落地,则水平方向上有x=vt',解得v=3.0 m/s,故选B。
(九省联考·贵州·15改编)如图,质量为m甲= kg的小物块甲向右与静止在水平地面上A点、质量为m乙=1 kg的小物块乙发生弹性正碰,碰前瞬间甲的速度大小v0=4.8 m/s。碰后乙在AB间运动一段距离后与静止在B点、质量为m丙=1 kg的小物块丙发生正碰,乙在此碰撞前、后瞬间的速度大小之比为3∶1,碰后丙滑动d=0.04 m后停止运动。乙、丙与地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,所有碰撞时间极短,g取10 m/s2。求:
(1)甲与乙碰撞后瞬间乙的速度大小;
答案 2.4 m/s 
   甲、乙发生弹性碰撞,由动量守恒定律
m甲v0=m甲v甲+m乙v乙
由机械能守恒定律
m甲=m甲+m乙
解得甲与乙碰撞后瞬间乙的速度大小为
v乙=v0=2.4 m/s
(2)乙、丙碰撞过程损失的机械能。
答案 0.08 J
   碰后,对丙由动能定理-μm丙gd=0-m丙
解得v丙=0.4 m/s
乙、丙碰撞过程中,由动量守恒定律
m乙v乙1=m乙v乙2+m丙v丙
其中=
联立解得v乙1=0.6 m/s,v乙2=0.2 m/s
由能量守恒定律
m乙=m乙+m丙+ΔE
解得ΔE=0.08 J。
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考点二
碰撞模型的拓展
1.“滑块—弹簧”模型
(1)模型图示
(2)模型特点
①两物体和弹簧组成的系统所受外力矢量和为零,动量守恒。
②系统内只有弹簧弹力做功,只发生弹性势能与动能的相互转化,机械能守恒。
③弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等,弹性势能最大,系统动能通常最小(相当于完全非弹性碰撞,两物体减少的动能转化为弹簧的弹性势能)。
④弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(相当于刚完成弹性碰撞)。
(2024·江苏卷·9)在水平面上有一个U形滑板A,A的上表面有一个静止的物体B,左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧,右侧用一根细绳连接在滑板A的右侧,开始时弹簧处于拉伸状态,各表面均光滑,剪断细绳后,则
A.弹簧原长时A动量最大
B.压缩最短时A动能最大
C.系统动量变大
D.系统机械能变大

   对整个系统分析可知合外力为0,系统动量守恒,由于系统内只有弹力做功,故系统的机械能守恒,C、D错误;
滑板A受到的合外力为弹簧的弹力,弹簧在恢复原长的过程中,由kx=ma知滑板做加速度减小的加速运动,弹簧被压缩时,滑板做加速度增大的减速运动,所以弹簧原长时A动量最大,动能最大,故A正确,B错误。
(2025·江苏盐城市二模)如图所示,AB、CD为两根水平放置的光滑平行轨道,其上分别套有甲、乙小球(m甲=2m乙),小球之间连有一根轻弹簧,初始两球均静止,弹簧处于原长,现给甲球一个瞬间冲量,使其获得向右的初速度v0,则从开始运动到再次相距最近的过程中,两球的v-t图像可能正确的是

   甲获得初速度后,弹簧被拉伸,甲向右做减速运动,乙向右做加速运动,设乙的质量为m,则甲的质量为2m,甲、乙系统水平方向动量守恒,规定向右为正方向,有2mv0=(2m+m)v共1,解得第一次共速时的速度v共1=v0,从开始运动到第一次共速,弹簧被拉长,弹力增大,且弹簧的水平分力也在增大,故二者做的是加速度增大的运动。达到v共1后,甲向右做减速运动,乙向右做加速运动,弹簧开始恢复原长,当甲、乙再次相距最近时,乙在甲的正下方,由动
量守恒、机械能守恒有2mv0=2mv甲+mv乙,×2m=×2m+m,解得此时甲、乙速度分别为v甲=v0,v乙=v0,从第一次共速到甲乙再次相距最近时,
弹簧拉伸量减小,弹力减小,且弹簧的水平分力也在减小,故二者做的是加速度减小的运动,v-t图像斜率绝对值表示加速度大小,综合分析可知C选项符合题意。故选C。
1.“滑块—弹簧”模型的解题方法
(1)首先判断弹簧的初始状态是处于原长、伸长还是压缩状态。
(2)分析碰撞前、后弹簧和物体的运动状态,根据动量守恒定律和机械能守恒定律列出方程。
(3)判断解出的结果是否满足“实际情境可行性原则”,如果不满足,则要舍掉该结果。
2.过程讨论:当甲、乙两物体与弹簧组成的系统动能最小时,弹簧压缩到最短或伸长到最长(两物体共速),弹簧的弹性势能最大,物体间发生“完全非弹性碰撞”,只不过动能的减少是暂时的,储存在弹性势能中;当弹簧恢复到原长时,两物体发生“弹性碰撞”,大多数都可类比弹性碰撞“一动碰一静模型”分析求解,但是特殊情况不可照搬。
2.“滑块—斜(曲)面”模型
模型图示
(1)物块m沿曲面M上升过程中,两者构成的系统动量守恒吗?物块m沿曲面M上升到最高点时两者速度有何特点?
讨论交流
答案 动量不守恒,水平方向动量守恒;上升到最大高度时,物块m与曲面M具有共同水平速度v共,此时物块m的竖直速度vy=0。
(2)在上述过程中分别用水平方向动量守恒和机械能守恒列出方程。
答案 系统水平方向动量守恒,mv0=(M+m)v共;系统机械能守恒,m =(M+m)+mgh,其中h为物块上升的最大高度,不一定等于轨道的高
度(相当于完全非弹性碰撞,系统减少的动能转化为物块m的重力势能)。
(3)物块再次返回曲面底端时,物块m和曲面M的速度各是多少?
答案 系统水平方向动量守恒,mv0=mv1+Mv2;系统机械能守恒,m =m+M(相当于弹性碰撞)。联立可得v1=v0,v2=v0。
(2025·江苏扬州市检测)如图所示,表面光滑的四分之一圆弧形轨道静止在光滑水平面上。OA为竖直半径。小球以一定的水平初速度从A点滑上轨道底端,并从B点离开轨道顶端。若轨道和小球的质量相等,则在小球和轨道相互作用的过程中
A.小球和轨道组成的系统动量守恒
B.小球从B点离开轨道时做竖直上抛运动
C.小球对轨道先做正功后做负功
D.小球能够回到A点且之后做自由落体运动

   对小球和轨道组成的系统,水平方向不受外力,故系统水平方向动量守恒,在竖直方向,系统所受合外力不为零,故小球与轨道组成系统动量不守恒,故A错误;
小球从B点离开轨道时相对轨道做竖直上抛运动,此时在水平方向与轨道速度相同,一起向左运动,故小球从B点离开轨道时做斜上抛运动,故B错误;
小球在A、B两点之间轨道上运动过程中,小球对轨道的压力始终垂直轨道向下,这个力的方向与轨道的运动方向夹角为锐角,故小球对轨道的压力一直做正功,故C错误;
   对小球与轨道系统,在小球从A点出发再次回到A点的过程中,系统水平方向动量守恒有m1v0=m1v1+m2v2,又机械能守恒有m1=m1 +m2,解得v1=v0,v2=v0,由于轨道和小球的质量相等,故小球回到A点时的速度v1=0,恰好做自由落体运动,故D正确。
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课时精练
精练高频考点
提升关键能力
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B B D B B C D C
题号  9 10 11
答案 (1)4mg (2)L (3) B B
答案
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1.一动能为E的α粒子与一静止的氖核发生弹性正碰,已知氖核的质量是α粒子的5倍,则碰撞后α粒子的动能是
A. B.E    C.E      D.E

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基础落实练
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答案
   两粒子碰撞过程中由动量守恒定律及能量守恒定律得
mvα=mvα'+5mv'
m=mvα'2+×5mv'2
其中E=m
解得碰撞后α粒子的动能为E'=mvα'2=E,故选B。
2.(2025·江苏扬州市期中)如图所示,在光滑的水平面上有2 024个质量均为m的小球排成一条直线,均处于静止状态。现给第一个小球初速度v0,使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的,则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为
A. B.
C. D.

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答案
   以第一个小球初速度v0的方向为正方向,将2 024个小球组成的整体看作一个系统,设系统最终的速度为v,运用动量守恒定律得mv0=2 024mv,解得v=,则系统损失的机械能为ΔE=m-×2 024mv2,解得ΔE= ,故选B。
3.质量分别为m1和m2的两物体在光滑的水平面上发生正碰,碰撞时间极短,两物体的位移—时间图像如图所示,m1=1 kg,下列说法正确的是
A.m2=1 kg
B.图线①为碰撞后m1的图线
C.碰撞后两物体的速度相同
D.两物体的碰撞为弹性碰撞
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答案
   由x-t图像的斜率表示速度,可知碰撞前m1和m2的速度分别为v1=
4 m/s,v2=0,以碰前m1的速度方向为正方向,可知碰撞后m2的x-t图像斜率不可能为负,则图线①为碰后m2的图线,碰撞后两物体的速度分别为v1'=-2 m/s,v2'=2 m/s;碰撞后两物体的速度等大反向,根据动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',解得m2=3 kg,碰前Ek0=m1+0=8 J,碰后Ek1=m1v1'2+m2v2'2=8 J,故两个物体发生弹性碰撞。故选D。
4.质量为m、速度为v的A球跟质量为4m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,则碰撞后B球速度v'可能值的范围为
A.0.2v≤v'≤0.5v B.0.2v≤v'≤0.4v
C.0.25v≤v'≤0.5v D.0.25v≤v'≤0.4v

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   若两球发生完全非弹性碰撞,系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv=(m+4m)v1,解得v1=0.2v,若两球发生弹性碰撞,系统动量守恒、机械能守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv=mvA+4mv2,由机械能守恒定律得mv2=m+× 4m,解得vA=-0.6v,v2=0.4v,碰撞可能是弹性的也可能是非弹性的,则B的速度范围是v1≤v'≤v2,即0.2v≤v'≤0.4v,故选B。
5.(2025·江苏无锡市期末)半径相等的两个小球甲和乙,在光滑水平面上沿同一直线相向运动。若甲球的质量大于乙球的质量,碰撞前两球的动能相等,则碰撞后两球的运动状态可能是
A.两球的速度均为零
B.甲球的速度为零而乙球的速度不为零
C.乙球的速度为零而甲球的速度不为零
D.两球的速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相等

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   根据动量和动能表达式有p=mv,Ek=mv2,联立解得小球的动量大小p=,由题意知Ek甲=Ek乙,m甲>m乙,则有p甲>p乙,甲、乙相向
运动,故甲、乙碰撞后总动量沿甲原来的方向,根据碰撞过程系统动量守恒,可知碰撞后系统总动量不为零,因此碰撞后两球的速度不能都为零;若碰撞后甲的速度为零或继续沿原来的方向运动,乙必弹回,所以乙的速度不可能为零,故A错误,B正确;
若碰后乙球的速度为零而甲球的速度不为零,则甲一定弹回,碰后甲、乙系统总动量的方向就发生了改变,此时违背动量守恒定律,故C错误;
由A的分析可知,碰撞后系统总动量沿甲的初动量方向,甲不可能反向且动能仍相等,故D错误。
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6.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为2m的光滑弧形槽静置在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,质量为m的小物块从槽上高为h处由静止释放,已知弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g,则
A.小物块下滑过程中,其机械能守恒
B.小物块下滑过程中,小物块和槽的动量大小始终相等
C.小物块第一次滑到槽底端时,槽的动能为mgh
D.小物块第一次被弹簧反弹后能追上槽,且能回到槽上高h处

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   弧形槽置于光滑水平地面上,小物块下滑过程中,对槽压力的水平分量使槽向左加速,槽对小物块的支持力做功,小物块的机械能不守恒,故A错误;
小物块下滑过程中,物块和槽在水平方向上不受外力,水平方向动量守恒,但竖直方向合力不为零,竖直方向动量不守恒,故小物块和槽的水平方向的动量大小始终相等,但竖直方向的动量大小不相等,故B错误;
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   小物块下滑过程中,根据水平方向动量守恒有mv1=2mv2,根据系统机械能守恒有mgh=m+×2m,联立解得v1=2,v2=,则小物块第一次滑到槽底端时,槽的动能为Ek=×2m=mgh,故C正确;
小物块第一次被弹簧反弹后速度大小仍为v1,且v1>v2,故小物块能追上槽,小物块沿槽上滑,二者共速时到达最高处,根据水平方向动量守恒有mv1+2mv2=3mv,根据系统机械能守恒有m+×2m=mgh‘+× 3mv2,可得h'7.(2025·江苏苏州市三模)如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体A以速度v0向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B,如图乙所示,物体A以2v0的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x,则
A.此过程中,物体A做加速度越来越大的减速
 运动,直至速度为零
B.物体A的质量为2m
C.弹簧压缩量最大时,两种情况下弹簧对物体A的冲量大小之比为3∶2
D.弹簧压缩量最大时的弹性势能为m

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   题图甲中,弹簧最大弹性势能为Epm=mA,题图乙中,A、B共速时弹簧弹性势能最大,设最大速度为v,两次弹簧压缩量相同,所以两次弹簧的最大弹性势能相同,根据动量守恒有mA·2v0=(mA+m)v,能量守恒有mA(2v0)2=(mA+m)v2+Epm,联立解得mA=3m,Epm=m,v=v0,B错误,D正确;
开始时物体A的速度大于B的速度,弹簧被压缩,物体A受到的弹力逐渐增大,加速度也越来越大,所以该过程中物体A做加速度越来越大的减速运动,直至共速,A错误;
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   以向左为正方向,根据动量定理可得弹簧压缩量最大时,在题图甲的情况下弹簧对物体A的冲量大小为I1=0-(-mAv0)=3mv0,在题图乙的情况下弹簧对物体A的冲量大小为I2=-mAv-(-mA·2v0)=mv0,可得两种情况下弹簧对物体A的冲量大小之比为 I1∶I2=2∶1,C错误。
8.(2025·江苏泰州市检测)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内。将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速度释放,物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。关于物块从A位置运动至C位置的过程中,下列说法正确的是
A.小车和物块构成的系统动量守恒
B.物块从A位置运动至C位置时,小车向左运动的距离为R
C.摩擦力对物块和小车所做的功的代数和为-mgR
D.小车在运动过程中的速度先增大后减小,全程最大速度为

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   小车和物块组成的系统水平方向所受合外力为零,水平方向动量守恒,系统整体所受合外力不为零,系统动量不守恒,故A错误;
根据人船模型的推论可知物块刚到达水平轨道时,小车向左滑动x=R,物块在水平轨道继续滑动时,小车继续向左滑动,向左滑动的总距离大于R,故B错误;
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   小车与物块组成的系统水平方向动量守恒,物块下滑过程,物块到达B点时小车速度最大,在此过程中,以向右为正方向,由动量守恒定律得mv1-Mv2=0,由机械能守恒定律得mgR=m+M,解得v2= 
,故D错误;
根据题意结合水平方向动量守恒可知物块到达C点时,物块和小车速度均为零,根据能量守恒定律可知摩擦力对物块和小车所做的功的代数和为-mgR,故C正确。
9.(2025·江苏连云港市一模)如图所示,质量均为m的物块A、B并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m的球C,整个系统处于静止状态。现给球C一个水平向右的初速度v0=,式中g为重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)此时细线对球C的拉力大小F;
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答案 4mg 
   根据牛顿第二定律得F-mg=
解得F=4mg
(2)球C向右摆动过程中,上升的最大高度h;
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答案
答案 L 
   球C向右上升到最大高度时,球C与物块A、B三者具有共同速度,
根据动量守恒定律与系统机械能守恒定律可得
mv0=3mv1,mgh=m-×3m
代入数据解得h=L
(3)球C摆到杆左侧,离杆最远时的速度大小v。
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答案
答案 
   球C再次回到最低点时,A、B具有共同速度v2,球C的速度为v3,取向右为正方向,
根据动量守恒定律与系统机械能守恒定律可得
mv0=2mv2+mv3,m=×2m+m
解得v2=v0,v3=-v0
球C摆到杆左侧,离杆最远时,球C与物块A具有共同速度,
根据动量守恒定律可得mv2+mv3=2mv
代入数据可得v=
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10.(2025·江苏苏锡常镇四市一模)质量为M的半圆形凹槽静置在光滑水平面上,质量为m的光滑小球静止在凹槽底部。初始时刻给小球一个水平初速度v0,计算机模拟得到小球的部分轨迹如图,已知图中轨迹顶点与凹槽端口等高,则
A.m>M
B.仅增大M值后重新模拟,小球能飞离凹槽
C.长时间观察,有些时间段内凹槽对地向左运动
D.小球从图中A到B运动过程中,凹槽先加速后减速

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尖子生选练
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答案
   当小球由最低点开始运动到第一次回到最低点时,水平方向动量守恒,小球光滑,则系统机械能守恒,设小球末速度为v1、凹槽末速度为v2,则mv0=mv1+Mv2,m=m+M
联立可得M=m
以初速度方向为正方向,由题图中小球的运动轨迹可知,当小球第一次回到最低点时v1<0,即>1,可以判断m1
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   由题图可知,当小球由最低点开始运动到第一次到达最高点时,小球与凹槽共速,设此速度为v共,则由动量守恒mv0=(m+M)v共,即v共=,当增大M值后v共会减小,
系统机械能守恒有m=m(+)+mgr+M
仅增大M值,小球由最低点开始运动到第一次到达最高点时,v共减小,小球竖直方向分速度不再为0,能飞离凹槽,故B正确;
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   设运动过程中小球水平分速度为v1' ,凹槽速度为v2' ,由动量守恒可知mv0=mv1'+Mv2',即m(v0-v1')=Mv2',若凹槽对地向左运动,则v2'<0,可得v0小球由A到B过程中,小球对凹槽的压力一直做正功,所以凹槽的速度一直增大,故D错误。
11.(2025·江苏淮安市一模)如图所示,光滑轨道固定在水平地面上,质量均为m、相距很近的A、B两小球静置于轨道水平部分。将质量为M的小球C从轨道圆弧部分的某高度处由静止释放,设所有碰撞均为弹性碰撞,下列说法正确的是
A.若MB.若MC.若M=m,C与A可碰撞两次
D.若M>m,A与B可碰撞两次

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   质量为M的小球C从轨道圆弧部分由静止释放滑至底端的过程Mgh=M,取水平向右为正方向,C与A发生弹性碰撞,有Mv0=Mv1+ mv2,M=M+m,解得v1=v0,v2=v0,之后A与B发生弹性碰撞,A与B质量相等,同理可得碰后A与B速度交换,即A停下,B以v2向右运动,若M-v0,易知vA1
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   若M=m,C与A发生弹性碰撞,碰后v1=0,v2=v0,之后A与B发生弹性碰撞,碰后A与B速度交换,即A停下,B以v2=v0向右运动,C与A仅碰撞一次,故C错误;
若M>m,C与A发生弹性碰撞,碰后v1=v0,v2=v0,易知v1>0,v11
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第七章
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