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】（全国通用）

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】 （全国通用） 专题13 力学计算题专题之碰撞类问题 一、解答题 1．（2023秋·辽宁锦州·高三统考期末）近年来，网上购物促使快递行业迅猛发展。如图所示为某快递车间传送装置的简化示意图，传送带右端与水平面相切，且保持的恒定速率顺时针运行，传送带的长。现将一质量为的包裹A轻放在传送带左端，包裹A刚离开传送带时恰好与静止的包裹B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞后包裹A向前滑行了静止，包裹B向前运动了静止。已知包裹A与传送带和水平面间的动摩擦系数均为，包裹B与水平面间的动摩擦因数为，取。求： （1）包裹A在传送带上运动的时间； （2）包裹B的质量。 2．（2023秋·陕西西安·高三校联考开学考试）如图所示，放在光滑水平面上的小车可以在两个固定障碍物M、N之间往返运动。小车C的左端放有一个小木块B，初始时小车紧挨障碍物M静止。某时刻，一子弹A以大小为v0的水平速度射入小木块B并嵌入其中（时间极短）。小年向右运动到与障碍物N相碰时，小木块B恰好运动到了小车的有端，且小车与小木块B恰好达到共同速度。已知子弹A的质量为m，小木块B的质量为3m，小车C的质量为8m、长度为L。于弹A和小木块B都可以看成质点，求：（结果可保留分数） （1）小木块B运动过程中的最大速度v1； （2）障碍物M、N之间的距离s。 3．（2023秋·河北邢台·高三邢台市第二中学校考期末）如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上，下端与水平地面在P点相切，一个质量为m的物块B（可视为质点）静止在水平地面上，左端固定有水平轻弹簧，Q点为弹簧处于原长时的左端点，P、Q间的距离为R，PQ段地面粗糙、动摩擦因数为μ=0.25，Q点右侧水平地面光滑，现使质量为2m的物块A（可视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，重力加速度为g。求： （1）物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小； （2）弹簧被压缩的最大弹性势能（未超过弹性限度）。 4．（2023·北京·高三专题练习）如图所示，在粗糙水平地面上静止放置着物块B和C，相距，在物块B的左侧固定有少量炸药，在物块B的左边有一弹簧枪，弹簧的弹性势能，弹簧枪将小球A水平发射出去后，小球A与B发生碰撞并导致炸药爆炸使小球A又恰好返回到弹簧枪中将弹簧压缩到初位置，物块B再与物块C发生正碰，碰后瞬间物块C的速度。已知物块A和物块B的质量均为，若C的质量为B质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数。（设碰撞时间很短，g取） （1）计算A与B碰撞后瞬间B的速度； （2）计算B与C碰撞前瞬间的速度； （3）根据B与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论B与C碰撞后B的可能运动方向。 5．（2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测）如图所示，质量为的小球A系在长的细线一端，线的另一端固定在O点，质量为的物块B静止于水平传送带左端的水平面上且位于O点正下方；左侧水平面、传送带平滑连接，物块B与传送带之间的滑动摩擦因数，传送带长，以恒定速率顺时针运转，现拉动小球使水平伸直后由静止释放，小球运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），小球反弹后上升到最高点时与水平面的距离为，取重力加速度，小球与物块均可视为质点，求： （1）小球与物块碰前瞬间对细线的拉力大小； （2）物块B与传送带之间因摩擦而产生的热量Q； （3）碰撞后，物块B到传送带P点需要的时间。 6．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，小球B静止在光滑的水平台面上，台面距离地面的高度为。小球A以速度向着B运动并发生正碰，之后A和B先后从台面水平抛出，落到地面上时的落点分别为a和b，测得a、b之间的距离，已知两个小球A和B的质量相同，取，求： （1）小球A、B落到地面上的时间分别为多少； （2）正碰后小球A、B的速度分别为多大？ 7．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，半径为的光滑半圆弧轨道固定在竖直面内，水平面与圆弧轨道最低点A相切，AB垂直水平面。质量为的物块a放在水平面上的P点，质量为的物块b放在水平面上的Q点，，，C为PQ的中点，给物块b一个水平向右的恒定推力，当物块通过C点后的某位置撤去恒力，此后物块b与a发生弹性碰撞，a进入圆弧轨道后从B点飞出，恰好落在Q点，两物块大小不计，与水平面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，求（结果可带分式或根号）： （1）b与a碰撞后一瞬间，物块a的速度大小； （2）作用在物块b上推力的大小范围。 8．（2023秋·江西吉安·高三宁冈中学校考开学考试）如图所示，物块A质量，物块B质量，一轻质弹簧连接A和B，静止在光滑的水平面上。质量的物块C以水平速度向物块A运动，C、A相碰后粘在一起。求 （1）物块C与物块A碰后瞬时速度大小； （2）物块C与物块A碰后弹簧的最