专题13 力学计算题专题之碰撞类问题- 备战2024年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】（江苏专用）

备战2024年高考各校及地市好题高三物理试卷分项汇编【第01辑】 （江苏专用） 专题13 力学计算题专题之碰撞类问题 一、解答题 1．（2023秋·江苏泰州·高三靖江高级中学校考期末）如图所示，质量分别为m和2m的物体A、B静置于光滑水平地面上，B左端固定一轻质弹簧，现A以速度v向右运动，在A、B相互作用的整个过程中，求： （1）弹簧对A的冲量大小I； （2）弹簧弹性势能的最大值。 2．（2023秋·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）如图所示，一质量M = 3kg的足够长木板B静止在光滑水平面上，B的右侧有竖直墙壁，B的右端与墙壁的距离L = 4m。现有一可视为质点的质量m = 1kg的小物块A，以v0 = 8m/s的水平初速度从B的左端滑上B，已知A、B间的动摩擦因数μ = 0.2，B与竖直墙壁的碰撞时间极短，且碰撞时无能量损失。 （1）求B与竖直墙壁碰撞前，A、B组成的系统产生的内能； （2）求从A滑上B到B与墙壁碰撞所用的时间t； （3）若B的右端与墙壁的距离L可以改变，并要求B只与墙壁碰撞两次，则L应该满足什么条件？ 3．（2023秋·江苏·高三江苏省苏州实验中学校联考阶段练习）如图所示，光滑水平面上静置一个质量的滑块，滑块的一侧是一个弧形槽，凹槽半径，E点切线水平。一个质量的小球以速度从E点冲上滑块，从F点脱离滑块。重力加速度大小，不计一切摩擦。 求：（1）小球脱离滑块时，滑块的速度大小； （2）小球离地的最大高度； （3）小球回到圆弧轨道E点时对滑块的压力大小。 4．（2023秋·江苏南京·高三南京市第二十九中学校考阶段练习）如图所示，M为定滑轮，一根细绳跨过M，一端系着物体C，另一端系着一动滑轮N，A、B两物体用长度为1.5m的细绳悬挂在动滑轮N两侧，从足够高的地方由静止释放物体A、B、C。已知B物体的质量为3kg，不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦，滑轮N可视为质点，g=10m/s2。 （1）若A物体的质量为3kg，C物体的质量为4kg，求MN间细绳中的张力； （2）若C物体的质量为9kg，现要保持C物体处于静止状态，则A物体质量应取多少？ （3）接第（2）问情况，释放初始时刻A、B物体的高度差为0.75m，经过0.5s剪断MN间的细绳，求此后系统可能损失的最大机械能（A、B、C物体均未落地）。 5．（2023秋·江苏扬州·高三统考开学考试）如图甲所示，在水平面上的P点静止有质量为3m的小物块A，质量为m的长木板C的左端放置一质量为m的小物块B，B、C以共同速度向右运动并与A发生碰撞（碰撞时间极短），以碰撞结束时刻作为计时起点，A、B一段时间内运动的图象如图乙所示，已知C和A与水平面间的动摩擦因数相同，重力加速度。 （1）求A和水平面间以及B和C间的动摩擦因数； （2）求要使B不从长木板上滑落，C的最小长度； （3）求最终A距离C右端的距离。 6．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）某户外大型闯关游戏“渡河”环节中，选手从高台俯冲而下，为了解决速度过快带来的风险，设计师设计了如图所示的减速装置。浮于河面的B板紧靠缓冲装置A板，B的左侧放置一物体C。选手通过高台光滑曲面下滑，经过A后滑上B。已知A、B的质量均为，C的质量为。A、B的长度均为L＝3m，人与A、B间的动摩擦因数均为，A与地面间的动摩擦因数。B在水中运动时受到的阻力是其所受浮力的0.1倍，B碰到河岸后立即被锁定。不计水流速度，选手和物体C均可看作质点，，则： （1）为了防止A滑动而出现意外，选手及装备的质量最大不超过多少？ （2）若选手及装备的质量为60kg，从的高台由静止开始滑下，经过A后与C发生碰撞后一起运动，碰撞时间极短可忽略，求在此碰撞过程中系统损失的机械能？ （3）在第（2）问前提下，人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，要使选手能够到达河岸，河岸的最大宽度d为多少？ 7．（2023秋·江苏南京·高三校考开学考试）两滑块a，b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求： (1)滑块a、b的质量之比； (2)求两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比W∶ΔE。 8．（2023秋·江苏常州·高三校联考阶段练习）如图所示，竖直面内的光滑轨道由水平面AB，半径均为R的圆弧轨道BC，CD及水平面DE组成，BC段和CD段圆弧轨道所对的圆心角均为θ=60°，各段轨道间平滑连接，轻弹簧放在水平面AB上，一端固定在竖直墙面上，用质量为m的小球a向左挤压弹簧到P点，由静止释放小球a，小球a被弹簧弹出，沿水平轨道运动后滚上圆弧轨道，小球a到达D点时，对圆弧轨道的压力大小等于，B为重力加速度，求： （1）弹簧开始具有的弹性势能； （2）