文档内容
易错点 07 动量
目 录
01 易错陷阱(3大陷阱)
02 举一反三
【易错点提醒一】运用动量定理解释现象错误
【易错点提醒二】根据动量定理求冲力不会建立正确的物理模型
【易错点提醒三】不理解动量守恒定律的条件
【易错点提醒四】运用动量动量守恒列式错误
【易错点提醒五】没有弄清碰撞的特点而出现错误
【易错点提醒六】不会运用碰撞原则求解问题
03 易错题通关
易错点一:应用动量定理求解问题时出现错误
3.动量定理的理解
(1)动量定理反映了合力的冲量与动量变化量之间的因果关系,即合力的冲量
是原因,物体的动量变化量是结果.
(2)动量定理中的冲量是合力的冲量,而不是某一个力的冲量,它可以是合力
的冲量,可以是各力冲量的矢量和,也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和.
(3)动量定理的表达式是矢量式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含
义.
2 介质流模型冲力的计算
研 究流体类:液体流、气体流等,通常给出流体的密度ρ
对象
微粒类:电子流、光子流、尘埃等,通常给出单位体积内的粒子数n
分 析①建构“柱状”模型:沿流速v 的方向选取一段小柱体,其横截面积为S
步骤
② 微小柱体的体积ΔV =vSΔt
元 研
究 小柱体质量m=ρΔV =ρvSΔt
小柱体内粒子数N=nvSΔt小柱体动量p=mv=ρv2SΔt
③建立方程,应用动量定理FΔt=Δp 研究
易错点二:不理解动量守恒定律的条件也不会运用动量守恒定律列式求解问题
.3.动量守恒定律适用条件
(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力的矢量和为零 .
(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力[4] 远大于系统所受到的外力.
(3)某方向守恒:系统在某个方向上所受外力之和为零时,系统在该方向上动
量守恒.
4.表达式
(1)p=p' ,系统作用前的总动量等于作用后的总动量.
(2)Δp =-Δp ,相互作用的两个物体动量的变化量等大反向.
1 2
(3)Δp=p'-p=0 ,系统总动量的变化量为零.
易错点三:没有弄清碰撞的特点和规律而出现错误
5.碰撞的概念及特点
碰撞是物体间相互作用时间很短,物体间相互作用力很大,从而使系统内每个物体的
动量在碰撞过程的极短时间内发生剧烈变化的过程,具有以下特点:
(1) 碰撞过程时间特点:在碰撞现象中,相互作用的时间很短。
(2)相互作用力的特点:在相互作用过程中,相互作用力先是急剧增大,然后急剧减小,
平均作用力很大。
(3)动量守恒条件的特点:由于碰撞过程中物体间的相互作用力(内力)很大(远大于外力
如重力及摩擦力等)系统的内力远远大于外力,系统的总动量守恒。
(4) 碰撞过程位移特点:在物体发生碰撞、的瞬间,可忽略物体的位移,认为物体在碰
撞前后仍在同一位置。
6.碰撞问题的三个原则
(1)系统动量守恒,即p +p =p′+p′。要注意“守恒”是矢量守恒,指系统总动量
1 2 1 2
的大小和方向均守恒。
(2)机械能不增加,即碰撞结束后总动能不增加,表达式为E +E ≥E ′+E ′或
k1 k2 k1 k2
+≥+.
(3)速度要合理
①碰前若同向运动,原来在前的物体速度一定增大,且v ≥v
前 后.②两物体相向运动,碰后两物体的运动方向肯定有一个改变或速度均为零
.
【易错点提醒一】运用动量定理解释现象时出现错误
【例1】.(2020全国Ⅰ)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊
会被弹出并瞬间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安
全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【变式1-1】(2023·广东深圳·统考二模)安全带是汽车行驶过程中生命安全的保障带。
如图,在汽车正面碰撞测试中,汽车以72km/h的速度发生碰撞。车内假人的质量为
50kg,使用安全带时,假人用时0.8s停下;不使用安全带时,假人与前方碰撞,用时0.2s
停下。以下说法正确的是( )
A.碰撞过程中,汽车和假人的总动量守恒
B.无论是否使用安全带,假人动量变化量相同
C.使用安全带时,假人受到的平均作用力约为1250N
D.不使用安全带时,假人受到的平均作用力约为2500N
【变式1-2】(2023·江苏南通·统考一模)小明在立定跳远时,从起跳至着地的整个过程
如图所示。保持起跳速度不变,则( )A.起跳过程屈腿姿态不同,地面对人做的功总为零
B.起跳过程屈腿姿态不同,地面对人的平均作用力大小相同
C.着地过程屈腿姿态不同,地面对人的冲量相同
D.着地过程屈腿姿态不同,人的动量变化率相同
.【变式1-3】(2023广东中山市模拟)质量为 的运动员从下蹲状态竖直向上起跳,经
时间 身体伸直并刚好离开水平地面,此时运动员的速度大小为 ,不计空气阻力,重力
加速度大小为 。则( )
A. 运动员在加速上升过程中处于失重状态
B. 该过程中,地面对运动员的冲量大小为
C. 该过程中,地面对运动员做功为0
D. 该过程中,运动员的动量变化量大小为
【易错点提醒二】根据动量定理求冲力不会建立正确的物理模型
【例2】(2024·广东省普通高考第一次模拟)汕头市属于台风频发地区,图示为风级
(0~12)风速对照表。假设不同风级的风迎面垂直吹向某一广告牌,且吹到广告牌后速度
立刻减小为零,则“12级”风对广告牌的最大作用力约为“4级”风对广告牌最小作用力
的( )
风级 风速(m/s) 风级 风速(m/s)
0 0~0.2 7 13.9~17.1
1 0.3~1.5 8 17.2~20.7
2 1.6~3.3 9 20.8~24.4
3 3.3~5.4 10 24.5~28.4
4 5.5~7.9 11 28.5~32.6
5 8.0~10.7 12 32.7~36.9
6 10.8~13.8 ……. …….
A. 45倍 B. 36倍 C. 27倍 D. 9倍
易错分析:对于空气、水等流体质介问题,同学们们在运用动量定理求平均冲力时,不知
如何选取研究对象,建立物理模型,因而也无法求解,实慰上求解的关键是建立柱体模型。【变式1-1】 2023·河南·校联考模拟预测)小飞同学在洗盘子的时候发现当水流稳定时,
从水龙头流下的水柱从上到下越来越细,如图所示。小飞同学将盘子放在水龙头下一定距
离,仔细观察后,水流对盘子的冲击力基本稳定,经过测量,水流对盘子的冲击力为F。
已知水龙头的横截面积为 ,出水速度为 ,水的密度为 ,重力加速度为g。水接触盘
子后速度立刻变为零,空气阻力不计。下列说法正确的是( )
A.盘子距水龙头的高度为 B.盘子距水龙头的高度无法求出
C.与盘子接触的水柱横截面积无法求出 D.与盘子接触的水流速度可以求出
【变式1-2】.(2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测)平底煎锅正在炸豆子。假设每个豆
子的质量均为m,弹起的豆子均垂直撞击平板锅盖,撞击速度均为v。每次撞击后速度大
小均变为 v,撞击的时间极短,发现质量为M的锅盖刚好被顶起。重力加速度为g,则单
位时间撞击锅盖的豆子个数为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2023广东卷)某同学受电动窗帘的启发,设计了如图所示的简化模型.
多个质量均为 的滑块可在水平滑轨上滑动,忽略阻力.开窗帘过程中,电机对滑块1
施加一个水平向右的恒力 ,推动滑块1以 的速度与静止的滑块2碰撞,碰撞时
间为 ,碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为 .关于两滑块的碰撞过程,下
列说法正确的有( )
.
A 该过程动量守恒
B. 滑块1受到合外力的冲量大小为
C. 滑块2受到合外力的冲量大小为
D. 滑块2受到滑块1的平均作用力大小为【易错点提醒三】不理解动量守恒定律的条件
【例3】.(2024河北唐山期中)如图所示,物块A 静止在光滑水平面上,将小
球B 从物块顶端由静止释放,从小球开始沿物块的光滑弧面(弧面末端与水平
面相切)下滑到离开的整个过程中,对小球和物块组成的系统,下列说法正确
的是( )
A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒
C. 动量不守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
【变式1-1】(/2021全国乙如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端
与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦.用力
向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动.在地面参
考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统( B
)
A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒
C. 动量不守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
【变式1-2】 [2023四川雅安期末/多选]木块a 和b 用一根轻弹簧连接起来,
放在光滑水平面上,a 紧靠在墙壁上,在b 上施加向左的水平力F 使弹簧压缩,
如图所示,当撤去外力后,下列说法正确的是( )
A. a 离开墙壁前,a 和b 组成的系统动量守恒
B. a 离开墙壁前,a 和b 组成的系统动量不守恒C. a 离开墙壁后,a 和b 组成的系统动量守恒
D. a 离开墙壁后,a 和b 组成的系统动量不守恒
.【变式 1-3】 (2023 河南周口模拟)如图所示,A 、B 两物体质量之比
m :m =3:2 ,原来静止在平板车C 上,A 、B 间有一根被压缩的弹簧,地面
A B
光滑,当弹簧突然释放后,A 、B 分别向左、右滑动,则( )
A. 若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、B 组成的系统的动量
守恒
B. 若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、B 、C 组成的系统的
动量守恒
C. 若A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 组成的系统的动量守恒
D. 若A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 、C 组成的系统的动量守恒
【易错点提醒四 】运用动量守恒定律列式出现错误
【例4】. (2020全国Ⅱ]水平冰面上有一固定的竖直挡板.一滑冰运动员面对挡
板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg 的静止物块以大小为5.0m/s 的速度沿与
挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度
反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0m/s
的速度与挡板弹性碰撞.总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大
于5.0m/s ,反弹的物块不能再追上运动员.不计冰面的摩擦力,该运动员的质
量可能为( )
A. 48kg B. 53kg C. 58kg D. 63kg
.【变式1-1】(2023·河北邯郸·校考三模)如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平
面上,车的上表面粗糙,有一质量为m的木块以初速度v 水平地滑至车的上表面,若车表
0
面足够长,则( )A.由于车表面粗糙,小车和木块所组成的系统动量不守恒
B.车表面越粗糙,木块减少的动量越多
C.车表面越粗糙,小车增加的动量越多
D.木块的最终速度为
.【变式1-2】(2023·江苏南通·海安高级中学校考模拟预测)如图所示,长度为l的轻质
细线一端与带孔小球A连接,另一端与木块B连接,小球A穿在光滑的固定水平杆(足够
长)上,小球A与木块B质量均为m。t=0时刻,给木块B一水平瞬时冲量I,使其获得v
0
= 的初速度,则从t=0时刻至B再次运动到A正下方的过程中( )
A.A、B沿绳方向加速度始终相等 B.绳对A球的冲量大小为m
C.绳对A先做正功后做负功 D.木块B再次运动到A正下方时绳子拉力的
大小为3mg
【变式1-3】. [2021广东]算盘是我国古老的计算工具,中心带孔的相同算珠
可在算盘的固定导杆上滑动,使用前算珠需要归零.如图所示,水平放置的算盘
中有甲、乙两颗算珠未在归零位置,甲靠边框b ,甲、乙相隔s =3.5×10-2m ,乙
1
与边框a 相隔s =2.0×10-2m ,算珠与导杆间的动摩擦因数μ=0.1 .现用手指将甲
2
以0.4m/s 的初速度拨岀,甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1m/s ,方向不变,
碰撞时间极短且不计,重力加速度g 取10m/s2 .
(1) 通过计算,判断乙算珠能否滑动到边框a ;【易错点提醒五 】没有弄清碰撞的特点和规律
【例5】如图所示,在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球的质量为 ,小车(和单摆)
以恒定的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为 m的静止木块发生碰撞,碰
撞的时间极短。在此碰撞过程中,下列说法中可能发生的是
A . 小 车 、 木 块 、 摆 球 的 速 度 都 发 生 变 化 , 分 别 变 为 、 、 , 满 足
B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为 和 ,满足
C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为 ,满足
D.小车和摆球的速度都变为 ,木块的速度变为 ,满足
【变式1-1】质量为M和m 的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,
0
与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程
中,下列情况可能发生的是
A.M、m 、m速度均发生变化,分别为v 、v 、v ,而且满足(M+m )v=Mv +m v
0 1 2 3 0 1 0 2
+mv
3
B.m 的速度不变,M和m的速度变为v 和v ,而且满足Mv=Mv +mv
0 1 2 1 2
C.m 的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv=(M+m)v′
0
D.M、m 、m速度均发生变化,M、m 速度都变为v ,m的速度变为v ,且满足(M
0 0 1 2
+m)v =(M+m)v +mv
0 1 2
【易错点提醒六 】不会根据碰撞原则求解问题
【例6】在一次斯诺克世界杯比赛中,由丁俊晖和梁文博组成的中国A队在决赛中1比
3落后的不利形势下成功逆转,最终以4比3击败英格兰队,帮助中国斯诺克台球队获得了
世界杯三连冠.如图所示为丁俊晖正在准备击球,设在丁俊晖这一杆中,白色球(主球)和
花色球碰撞前、后都在同一直线上运动,碰前白色球的动量p =5 kg·m/s,花色球静止,
A
白色球A与花色球B发生碰撞后,花色球B的动量变为p′ =4 kg·m/s,则两球质量m 与m
B A B
间的关系可能是( )A.m =m B.m =m C.m =m D.m =6m
B A B A B A B A
【变式1-1】在光滑水平地面上,一质量为m的小球A以速度v 向右运动,与原来静止
0
的另一质量为3m的小球B发生正碰,则碰后小球A的速度大小可能为( )
A. v B. v /3 C. v /2 D. 3 v /4
0 0 0 0
【变式1-2】如图所示,在光滑水平地面上,质量为1kg 的小球A 以4m/s 的
速度向右运动,与静止的质量为3kg 的小球B 发生正碰,碰后B 的速度大小可
能为( )
A. 3m/s B. 2.0m/s C. 1.4m/s D. 0.9m/s
【变式1-3】(2020全国Ⅲ)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运
动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中
实线所示.已知甲的质量为1kg ,则碰撞过程两物块损失的机械能为( )
A. 3J B. 4J C. 5J D. 6J
1.(多选)(2023·四川眉山·校考模拟预测)在篮球场某同学伸出双手迎接传来的篮球,
接球时,两手随球迅速收缩至胸前。该同学这样做的目的是( )
A.延长球对手的作用力时间 B.减小球的动量变化量
C.减小球对手的冲量 D.减小球对手的作用力
2。(2022广东湛江模拟)快递运输时,我们经常看到,有些易损坏物品外面都会利用充气
袋进行包裹,这种做法的好处是( )A. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量
B. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化
C. 可以使某颠簸过程中物品动量变化的时间延长
D. 可以使某颠簸过程中物品动量对时间的变化率减小
3.(2023·河南安阳模拟)丝网版画有其独特的绘画语言,其艺术水准可与国画、油画等其
它艺术作品相婉美。丝网版画在显影时需要用高压水枪冲洗,直至优美画面显出,若高压
水枪喷口的出水速度为 ,水的密度 ,水与版画接触后沿版画平面
散开,则版画单位面积上受到的冲击力为( )
A. B. C. D.
4.(2022·全国乙卷·T20)质量为 的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面
上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力
加速度大小取 。则( )
A. 时物块的动能为零
B. 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
5. (2023重庆西南大学附中期末)如图所示,A 、B 两小球形状大小一样,
且质量均为m .某时刻两小球在同一水平面上沿同一直线相向运动,小球A 速度大小为v 、方向水平向右,小球B 速度大小为2v ,方向水平向左,两小球
0 0
发生弹性碰撞后,则( )
A. 小球A 向右运动 B. 小球B 的动量大小增大
C. 碰后小球A 的动能增加了2mv2 D. 小球B 的动量变化量大小为3mv
0 0
6.(2022·山东卷·T2)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。
如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太
空。从火箭开始运动到点火的过程中( )
A. 火箭的加速度为零时,动能最大
B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
7.(2023·湖北荆门·荆门市龙泉中学校联考三模)如图所示,质量为M的直—20武装直升
机旋翼有4片桨叶,桨叶旋转形成的圆面面积为S。已知空气密度为ρ,重力加速度大小为
g。当直升机悬停空中时,发动机输出的机械功率为P,桨叶旋转推动空气,空气获得的速
度为v,则单位时间内桨叶旋转推动空气的质量可表示为( )
0
A. B. C. D.
8.(2022·湖南卷·T4)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量
与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度 分别碰撞静止的氢核和
氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为 和 。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A. 碰撞后氮核的动量比氢核的小 B. 碰撞后氮核的动能比氢核的小
C. 大于 D. 大于
9.(2023辽宁卷)如图,质量m= 1kg的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙
1
面固定一劲度系数k = 20N/m的轻弹簧,弹簧处于自然状态。质量m= 4kg的小物块以水
2
平向右的速度 滑上木板左端,两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长,
物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性
限度内,弹簧的弹性势能E与形变量x的关系为 。取重力加速度g = 10m/s2,
p
结果可用根式表示。
(1)求木板刚接触弹簧时速度v的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x;
1
(2)求木板与弹簧接触以后,物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x及此
2
时木板速度v的大小;
2
(3)已知木板向右运动的速度从v减小到0所用时间为t。求木板从速度为v时到
2 0 2
之后与物块加速度首次相同时的过程中,系统因摩擦转化的内能U(用t表示)。
10. (2023浙江6月卷)为了探究物体间碰撞特性,设计了如图所示的实验装置。水
平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接,两半径均为 的四分之一圆周组成
的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑
块b与质量为2m的滑块c用劲度系数 的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。
现有质量 的滑块a以初速度 从D处进入,经DEF管道后,与FG
上的滑块b碰撞(时间极短)。已知传送带长 ,以 的速率顺时针转动,
滑块a与传送带间的动摩擦因数 ,其它摩擦和阻力均不计,各滑块均可视为质点,
弹簧的弹性势能 (x为形变量)。(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小v和所受支持力大小F;
F N
(2)若滑块a碰后返回到B点时速度 ,求滑块a、b碰撞过程中损失的机
械能 ;
(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差 。
11.(2023浙江1月卷)一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上
倾角 的直轨道 、螺旋圆形轨道 ,倾角 的直轨道 、水平直
轨道 组成,除 段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接.螺旋圆形轨道与轨道 、
相切于 处.凹槽 底面 水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在
竖直侧壁 处,摆渡车:上表面与直轨道下 、平台 位于同一水平面.已知螺旋圆
形轨道半径 ,B点高度为 , 长度 , 长度 ,摆
渡车长度 、质量 .将一质量也为m的滑块从倾斜轨道 上高度
处静止释放,滑块在 段运动时的阻力为其重力的0.2倍.(摆渡车碰到竖直
侧壁 立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力, , )
(1)求滑块过C点的速度大小 和轨道对滑块的作用力大小 ;
(2)摆渡车碰到 前,滑块恰好不脱离摆渡车,求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数
;
(3)在(2)的条件下,求滑块从G到J所用的时间t.
12.(2023湖南卷)如图,质量为 的匀质凹槽放在光滑水平地面上,凹槽内有一个
半椭圆形的光滑轨道,椭圆的半长轴和半短轴分别为 和 ,长轴水平,短轴竖直.质量
为 的小球,初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑.以初始时刻椭圆中心的
位置为坐标原点,在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系 ,椭圆长轴位于 轴上.整个过程凹槽不翻转,重力加速度为 .
(1)小球第一次运动到轨道最低点时,求凹槽的速度大小以及凹槽相对于初始时刻运
动的距离;
(2)在平面直角坐标系 中,求出小球运动的轨迹方程;
(3)若 ,求小球下降 高度时,小球相对于地面的速度大小(结果用
及 表示).
13.(2023全国乙卷)如图,一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘,
圆盘与管的上端口距离为l,圆管长度为 。一质量为 的小球从管的上端口由
静止下落,并撞在圆盘中心,圆盘向下滑动,所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小
球在管内运动时与管壁不接触,圆盘始终水平,小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰
撞时间极短。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求
(1)第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小;
(2)在第一次碰撞到第二次碰撞之间,小球与圆盘间的最远距离;
(3)圆盘在管内运动过程中,小球与圆盘碰撞的次数。
14. (2023山东卷)如图所示,物块A和木板B置于水平地面上,固定光滑弧形轨道
末端与B的上表面所在平面相切,竖直挡板P固定在地面上。作用在A上的水平外力,使A
与B以相同速度 向右做匀速直线运动。当B的左端经过轨道末端时,从弧形轨道某处无
初速度下滑的滑块C恰好到达最低点,并以水平速度v滑上B的上表面,同时撤掉外力,
此时B右端与P板的距离为s。已知 , , , ,A与地面间无摩擦,B与地面间动摩擦因数 ,C与B间动摩擦因数 ,B足够
长,使得C不会从B上滑下。B与P、A的碰撞均为弹性碰撞,不计碰撞时间,取重力加速
度大小 。
(1)求C下滑 的高度H;
(2)与P碰撞前,若B与C能达到共速,且A、B未发生碰撞,求s的范围;
(3)若 ,求B与P碰撞前,摩擦力对C做的功W;
(4)若 ,自C滑上B开始至A、B、C三个物体都达到平衡状态,求这三个
物体总动量的变化量 的大小。
15.(2022·全国乙卷·T25)如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光
滑水平面上:物块B向A运动, 时与弹簧接触,到 时与弹簧分离,第一次碰撞
结束,A、B的 图像如图(b)所示。已知从 到 时间内,物块A运动的距离
为 。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次
碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为 ,
与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求
(1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;
(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。