内容正文:
目录
考点68 动量守恒定律的理解和应用 1
【碰撞过程中的不变量】 1
【动量守恒的推导与内容】 2
【动量守恒条件判断(系统合外力为0)】 3
【动量守恒条件判断(内力远大于外力,极短时间)】 4
【动量守恒条件判断(某一方向不受外力)】 5
考点68 动量守恒定律的理解和应用
【碰撞过程中的不变量】
1.某同学设计了一个“探究碰撞中的不变量”实验:他将电磁打点计时器固定在长木板的一端,长木板下垫着小木块用以平衡摩擦力,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,小车的碰撞端装上撞针,小车的碰撞端粘有橡皮泥,具体装置如图所示.现推动小车使之做匀速运动,与原来静止在前方的小车相碰并连接成一体,继续做匀速运动,电磁打点计时器电源频率为.
若已得到一条如图所示的纸带,并将测得的各计数点间距离标在图上,点是运动起始的第一点,则应选______段来计算的碰前速度,应选______段来计算和碰后的共同速度以上两空选填“”或“”或“”或“”.
已测得小车的质量,小车的质量,由以上测量结果可得:碰前______;碰后______ 结果保留三位有效数字通过实验数据可得到的结论是______.
2.物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验。步骤如下:
用天平测出滑块、的质量分别为和;
安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
向气垫导轨通入压缩空气;
把、两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为。照片如图。该组同学结合实验过程和图像分析知:该图像是闪光次摄得的照片,在这次闪光的瞬间,、两滑块均在刻度范围内;第一次闪光时,滑块恰好通过处,滑块恰好通过处;碰撞后有一个物体处于静止状态。请问:
以上情况说明碰后__________选填或物体静止,滑块碰撞位置发生在__________处;
碰撞前滑块的速度大小是__________,
滑块碰撞时间发生在第一次闪光后__________;
设向右为正方向,试分析碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是_________。
【动量守恒的推导与内容】
3.下列说法中正确的是( )
A. 经典力学适用于高速接近光速、微观领域
B. 动量守恒定律适用于物理学研究的一切领域
C. 卡文迪许测出了万有引力常量,成为“测量地球的质量”的第一人
D. 安培最早发现了电流周围存在磁场,并提出了著名的分子电流假说
4.如图,在光滑的水平面上,有一静止的小车,甲、乙两人站在小车左、右两端,当他俩同时相向而行时,发现小车向右运动,下列说法中正确的是( )
5.一质量为的人站在质量为的小车上,开始时,人和小车一起以速度沿着光滑的水平轨道运动,然后人在车上以相对于车的速度跑动,这时车的速度变为,有人根据水平方向动量守恒,得到哪个式子是正确的( )
A. B.
C. D.
【动量守恒条件判断(系统合外力为0)】
6.如图所示,在光滑的水平面上放有一质量为的物体,物体上有一光滑的半圆弧轨道,轨道半径为,最低点为,两端、等高。现让质量为的小滑块从点由静止下滑,在此后的过程中( )
A. 小滑块和物体组成的系统机械能守恒,动量不守恒
B. 小滑块和物体组成的系统机械能守恒,动量守恒
C. 小滑块从到的过程中物体向左运动,小滑块从到的过程中物体向右运动
D. 小滑块从到再到的整个过程中,半圆形轨道对它的弹力一直不做功
7.木块和用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,紧靠在墙壁上,在上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示。当撤去外力后,对于和以及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )
A. 尚未离开墙壁前,系统的动量守恒 B. 尚未离开墙壁前,系统的机械能不守恒
C. 离开墙壁后,系统的动量守恒 D. 离开墙壁后,系统的机械能不守恒
8.如图所示,、两物体质量之比,静止在平板小车上,、间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,下列说法正确的是( )
A. 若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同,、组成系统的动量守恒
B. 若、与平板车上表面间的动摩擦因数不同,、、组成系统的动量不守恒
C. 若、所受的摩擦力大小不相等,、、组成系统的动量不守恒
D. 无论、所受的摩擦力大小是否相等,、、组成系统的动量守恒
9.如图所示,木块、用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起静置于光滑水平面上,现有一颗子弹水平射入木块并留在其中,则在子弹击中木块及弹簧被压缩的过程中,子弹、两木块和弹簧组成的系统
A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量不守恒,机械能守恒
C. 动量守恒,机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒
【动量守恒条件判断(内力远大于外力,极短时间)】
10.烟花从地面竖直向上发射,在最高点爆炸成质量不等的两块,质量比为,其中质量大的一块速度大小为,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 烟花发射后,上升到最高点的过程中,动量守恒
B. 烟花发射后,上升到最高点的过程中,机械能不守恒
C. 爆炸完毕后瞬间,质量小的一块烟花的速度大小为
D. 在爆炸的过程中,两分离块动量守恒,机械能守恒
11.如图所示,一颗水平飞来的子弹射入一个原来悬挂在天花板下静止的沙袋并留在其中和沙袋一起上摆不考虑沙子质量的变化。关于子弹与沙袋组成的系统,下列说法正确的是( )
A. 在子弹射入沙袋的过程中,系统的动量和机械能都守恒
B. 在子弹射入沙袋的过程中,系统的动量不守恒,机械能守恒
C. 在共同上摆阶段,系统的动量不守恒,机械能守恒
D. 在共同上摆阶段,系统的动量守恒,机械能不守恒
12.如图所示,木块与水平弹簧相连放在光滑水平面上,子弹沿水平方向射入木块后留在木块内,入射时间极短,而后木块将弹簧压缩到最短,关于子弹和木块组成的系统,下列说法中正确的是( )
子弹射入木块的过程中系统动量守恒
子弹射入木块的过程中系统机械能守恒
木块压缩弹簧过程中,系统总动量守恒
木块压缩弹簧过程中,子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
A. B. C. D.
13.一轻质弹簧,上端悬挂于天花板上,下端系一质量为的平板,处在平衡状态.一质量为的均匀环套在弹簧外,与平板的距离为,如图所示.让环自由下落,撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长,则
A. 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B. 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C. 环撞击板后,板的新平衡位置与的大小有关
D. 在碰后板和环一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功
【动量守恒条件判断(某一方向不受外力)】
14.如图所示,光滑水平面上有一上表面光滑、倾角为的斜面体,斜面体质量为,底边长为,将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放,滑块经过时间刚好滑到斜面底端。此过程中斜面体对滑块的支持力大小为,重力加速度大小为,则( )
A. 支持力对滑块不做功
B. 滑块下滑过程中,、组成的系统动量守恒
C. 滑块下滑时间过程中,支持力对的冲量大小为
D. 滑块滑到斜面底端时,斜面体向左滑动的距离为
15.如图所示,小车静止放在光滑的水平面上,将系着轻绳的小球拉开一定的角度,然后同时放开小球和小车,不计空气阻力,那么在以后的过程中( )
A. 小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒
B. 小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒
C. 小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零
D. 在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反或者都为零
16.如图所示,半径为、质量为的圆槽静止放在水平地面上,圆槽底端点与地面相切,点右侧有一理想轻弹簧,固定在竖直挡板上。现将质量为的小球可视为质点从左侧圆槽上端距点高度为处由静止释放,恰好进入圆槽。重力加速度为,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 小球下滑过程中,小球和圆槽组成的系统动量守恒
B. 弹簧弹性势能的最大值为
C. 小球最终的速度大小为
D. 如果改变小球的释放高度,小球可能飞越圆槽,在圆槽左侧落地
学科网(北京)股份有限公司
$$
目录
考点68 动量守恒定律的理解和应用 1
【碰撞过程中的不变量】 1
【动量守恒的推导与内容】 3
【动量守恒条件判断(系统合外力为0)】 5
【动量守恒条件判断(内力远大于外力,极短时间)】 7
【动量守恒条件判断(某一方向不受外力)】 10
考点68 动量守恒定律的理解和应用
【碰撞过程中的不变量】
1.某同学设计了一个“探究碰撞中的不变量”实验:他将电磁打点计时器固定在长木板的一端,长木板下垫着小木块用以平衡摩擦力,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,小车的碰撞端装上撞针,小车的碰撞端粘有橡皮泥,具体装置如图所示.现推动小车使之做匀速运动,与原来静止在前方的小车相碰并连接成一体,继续做匀速运动,电磁打点计时器电源频率为.
若已得到一条如图所示的纸带,并将测得的各计数点间距离标在图上,点是运动起始的第一点,则应选______段来计算的碰前速度,应选______段来计算和碰后的共同速度以上两空选填“”或“”或“”或“”.
已测得小车的质量,小车的质量,由以上测量结果可得:碰前______;碰后______ 结果保留三位有效数字通过实验数据可得到的结论是______.
【答案】 在误差允许的范围内,动量守恒
【解析】解:由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前独自运动的速度,故CE应在碰撞之前,应在碰撞之后.
推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故DE段为匀速运动的阶段,故选DE计算碰前的速度;
碰撞过程是一个变速运动的过程,而和碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选FG段来计算碰后共同的速度.
故答案为;;
碰前系统的动量即的动量,则
碰后的总动量
在误差允许的范围内,可认为碰撞前后动量近似相等,即动量守恒;
故答案为:;在误差允许的范围内,动量守恒
2.物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验。步骤如下:
用天平测出滑块、的质量分别为和;
安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
向气垫导轨通入压缩空气;
把、两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为。照片如图。该组同学结合实验过程和图像分析知:该图像是闪光次摄得的照片,在这次闪光的瞬间,、两滑块均在刻度范围内;第一次闪光时,滑块恰好通过处,滑块恰好通过处;碰撞后有一个物体处于静止状态。请问:
以上情况说明碰后__________选填或物体静止,滑块碰撞位置发生在__________处;
碰撞前滑块的速度大小是__________,
滑块碰撞时间发生在第一次闪光后__________;
设向右为正方向,试分析碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是_________。
【答案】
【解析】解:、由图可知,只有两个位置有照片,则说明碰后保持静止,故碰撞发生在第、两次闪光时刻之间,碰撞后静止,故碰撞发生在处.
、碰撞后向左做匀速运动,设其速度为,
所以,
碰撞到第二次闪光时向左运动,时间为
有,
第一次闪光到发生碰撞时间为,
有,
得;
、设向右为正方向,碰撞前,的速度大小为:,的速度,
则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和.
碰撞后,静止,速度,则碰撞后两滑块的动量,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和为.
【动量守恒的推导与内容】
3.下列说法中正确的是( )
A. 经典力学适用于高速接近光速、微观领域
B. 动量守恒定律适用于物理学研究的一切领域
C. 卡文迪许测出了万有引力常量,成为“测量地球的质量”的第一人
D. 安培最早发现了电流周围存在磁场,并提出了著名的分子电流假说
【答案】BC
【解析】解:、经典力学适用于低速,宏观物体,不适用于高速接近光速、微观领域,故A错误;
B、动量守恒定律适用于物理学研究的一切领域,故B正确;
C、卡文迪许测出了万有引力常量,成为“测量地球的质量”的第一人,故C正确;
D、法拉第最早发现了电流周围存在磁场,安培提出了著名的分子电流假说,故D错误。
故选:。
4.如图,在光滑的水平面上,有一静止的小车,甲、乙两人站在小车左、右两端,当他俩同时相向而行时,发现小车向右运动,下列说法中正确的是( )
A. 乙的速度必定大于甲的速度
B. 乙的动量必定大于甲的动量
C. 乙的动能必定大于甲的动能
D. 甲、乙、车组成的系统水平方向总动量守恒
【答案】BD
【解析】解:、甲、乙两人相向而行的过程中,甲、乙两人及小车组成的系统所受的合外力为零,系统动量守恒,故D正确;
、根据动量守恒定律得:,小车向右运动,小车的动量方向向右,说明甲与乙两人的总动量向左,因乙向左运动,甲向右运动,则乙的动量必定大于甲的动量,但是由于不知两人的质量关系,故无法确定两人的速度大小关系,也不能确定两人动能大小关系,故AC错误,B正确。
故选:。
5.一质量为的人站在质量为的小车上,开始时,人和小车一起以速度沿着光滑的水平轨道运动,然后人在车上以相对于车的速度跑动,这时车的速度变为,有人根据水平方向动量守恒,得到哪个式子是正确的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】初始状态,系统的总动量
末状态,人的动量
末状态,车的动量
由于整个过程动量守恒,可知 故选D。
【动量守恒条件判断(系统合外力为0)】
6.如图所示,在光滑的水平面上放有一质量为的物体,物体上有一光滑的半圆弧轨道,轨道半径为,最低点为,两端、等高。现让质量为的小滑块从点由静止下滑,在此后的过程中( )
A. 小滑块和物体组成的系统机械能守恒,动量不守恒
B. 小滑块和物体组成的系统机械能守恒,动量守恒
C. 小滑块从到的过程中物体向左运动,小滑块从到的过程中物体向右运动
D. 小滑块从到再到的整个过程中,半圆形轨道对它的弹力一直不做功
【答案】A
【解答】
、在整个过程中,、组成的系统机械能守恒,系统在水平方向动量守恒,但所受合外力不为零,系统动量不守恒,故B错误,A正确;
C、和组成的系统水平方向动量守恒,从到的过程中以及从到的过程中一直向右运动,所以一直向左运动,到达的瞬间,与速度都为零,故C错误;
D、从到过程半圆弧轨道对它的弹力做负功,从到的过程中半圆形轨道对它的弹力做正功,故D错误;
7.木块和用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,紧靠在墙壁上,在上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示。当撤去外力后,对于和以及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )
A. 尚未离开墙壁前,系统的动量守恒 B. 尚未离开墙壁前,系统的机械能不守恒
C. 离开墙壁后,系统的动量守恒 D. 离开墙壁后,系统的机械能不守恒
【答案】C
【解答】
当撤去外力后,尚未离开墙壁前,系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力之和不为零,所以和以及弹簧组成的系统动量不守恒,但由于墙壁作用力没有位移,外力没有做功,故系统的机械能守恒,故AB错误;
离开墙壁后,系统所受的外力之和为,所以、组成的系统的动量守恒,由于没有外力做功,故系统机械能守恒,故C正确,D错误。
故选C。
8.如图所示,、两物体质量之比,静止在平板小车上,、间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,下列说法正确的是( )
A. 若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同,、组成系统的动量守恒
B. 若、与平板车上表面间的动摩擦因数不同,、、组成系统的动量不守恒
C. 若、所受的摩擦力大小不相等,、、组成系统的动量不守恒
D. 无论、所受的摩擦力大小是否相等,、、组成系统的动量守恒
【答案】D
【解析】A.、发生滑动时,由于的质量小于的质量,由知,当,与平板车上表面的动摩擦因数相同时有,、组成的系统合外力不为零,动量不守恒,故A错误;
地面光滑,、、之间的力为内力,则、、组成的系统所受合外力为零,动量守恒,与内力无关,故BC错误,D正确。
故选D。
9.如图所示,木块、用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起静置于光滑水平面上,现有一颗子弹水平射入木块并留在其中,则在子弹击中木块及弹簧被压缩的过程中,子弹、两木块和弹簧组成的系统
A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量不守恒,机械能守恒
C. 动量守恒,机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒
【答案】C
【解答】
在子弹打击木块及弹簧压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,系统所受外力之和为零,系统的动量守恒;在此过程中,除弹簧弹力做功外还有摩擦力对系统做功,系统机械能不守恒,故C正确,ABD错误。
故选C。
【动量守恒条件判断(内力远大于外力,极短时间)】
10.烟花从地面竖直向上发射,在最高点爆炸成质量不等的两块,质量比为,其中质量大的一块速度大小为,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 烟花发射后,上升到最高点的过程中,动量守恒
B. 烟花发射后,上升到最高点的过程中,机械能不守恒
C. 爆炸完毕后瞬间,质量小的一块烟花的速度大小为
D. 在爆炸的过程中,两分离块动量守恒,机械能守恒
【答案】C
【解析】烟花发射后,上升到最高点的过程中,所受合外力不为零,所以整体的动量不守恒,但只有重力做功,所以机械能守恒,故AB错误;
C.根据动量守恒可得 解得质量小的一块烟花的速度大小为 故C正确;
D.在爆炸的过程中,两分离块动量守恒,机械能增加,故D错误。故选C。
11.如图所示,一颗水平飞来的子弹射入一个原来悬挂在天花板下静止的沙袋并留在其中和沙袋一起上摆不考虑沙子质量的变化。关于子弹与沙袋组成的系统,下列说法正确的是( )
A. 在子弹射入沙袋的过程中,系统的动量和机械能都守恒
B. 在子弹射入沙袋的过程中,系统的动量不守恒,机械能守恒
C. 在共同上摆阶段,系统的动量不守恒,机械能守恒
D. 在共同上摆阶段,系统的动量守恒,机械能不守恒
【答案】C
【解答】解:、子弹射入沙袋过程中系统水平方向不受外力,故动量守恒;但由于子弹与沙袋间有摩擦力,要产生内能,故机械能减少;故AB错误;
、共同上摆阶段只有重力做负功,故机械能守恒;系统所受外力不为零,故动量不守恒;故C错误D正确;
故选:.
12.如图所示,木块与水平弹簧相连放在光滑水平面上,子弹沿水平方向射入木块后留在木块内,入射时间极短,而后木块将弹簧压缩到最短,关于子弹和木块组成的系统,下列说法中正确的是( )
子弹射入木块的过程中系统动量守恒
子弹射入木块的过程中系统机械能守恒
木块压缩弹簧过程中,系统总动量守恒
木块压缩弹簧过程中,子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】
子弹射入木块的过程中系统所受合外力远远小于内力,系统动量守恒,故正确;
子弹射入木块的过程中要克服阻力做功,系统机械能不守恒,故错误;
木块压缩弹簧过程中,弹簧对木块有弹力作用,系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,故错误;
木块压缩弹簧过程中,只有弹簧的弹力做功,子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒,故正确;
故ABD错误,C正确。
故选C。
13.一轻质弹簧,上端悬挂于天花板上,下端系一质量为的平板,处在平衡状态.一质量为的均匀环套在弹簧外,与平板的距离为,如图所示.让环自由下落,撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长,则
A. 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B. 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C. 环撞击板后,板的新平衡位置与的大小有关
D. 在碰后板和环一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功
【答案】A
【解析】解:、圆环与平板碰撞过程,若碰撞时间极短,内力远大于外力,系统总动量守恒,故A正确;
B、碰撞后两者速度相等,碰撞过程机械能有损失,机械能不守恒,故B错误;
C、碰撞后在平衡位置,由平衡条件得:,即碰撞后新平衡位置与下落高度无关,故C错误;
D、碰撞后环与板共同下降的过程中重力和弹簧的弹力都做功,它们动能和重力势能的减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量,故D错误;
故选:。
【动量守恒条件判断(某一方向不受外力)】
14.如图所示,光滑水平面上有一上表面光滑、倾角为的斜面体,斜面体质量为,底边长为,将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放,滑块经过时间刚好滑到斜面底端。此过程中斜面体对滑块的支持力大小为,重力加速度大小为,则( )
A. 支持力对滑块不做功
B. 滑块下滑过程中,、组成的系统动量守恒
C. 滑块下滑时间过程中,支持力对的冲量大小为
D. 滑块滑到斜面底端时,斜面体向左滑动的距离为
【答案】D
【解答】
A.滑块所受支持力方向垂直斜面向上,与位移夹角为钝角,故支持力对滑块做负功,故A错误;
B.由于滑块有竖直方向的分加速度,所以、组成的系统竖直方向合外力不为零,系统的动量不守恒,故B错误;
C.滑块下滑过程中支持力对的冲量大小为,故C错误;
D.组成的系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设、的水平位移大小分别为、,则,,解得,故D正确。
15.如图所示,小车静止放在光滑的水平面上,将系着轻绳的小球拉开一定的角度,然后同时放开小球和小车,不计空气阻力,那么在以后的过程中( )
A. 小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒
B. 小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒
C. 小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零
D. 在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反或者都为零
【答案】D
【解答】
以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受外力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒.由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,故A、、C错误,D正确.
16.如图所示,半径为、质量为的圆槽静止放在水平地面上,圆槽底端点与地面相切,点右侧有一理想轻弹簧,固定在竖直挡板上。现将质量为的小球可视为质点从左侧圆槽上端距点高度为处由静止释放,恰好进入圆槽。重力加速度为,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 小球下滑过程中,小球和圆槽组成的系统动量守恒
B. 弹簧弹性势能的最大值为
C. 小球最终的速度大小为
D. 如果改变小球的释放高度,小球可能飞越圆槽,在圆槽左侧落地
【答案】C
【解析】A.小球下滑过程中,小球和圆槽组成的系统水平方向动量守恒,在竖直方向上有加速度,小球和圆槽组成的系统动量不守恒,故A错误;
B.设小球到达底端时速度大小为 ,圆槽的速度大小为 ,取向右为正方向。
根据水平方向动量守恒得
根据机械能守恒定律可得
联立解得
根据能量守恒定律可知,弹簧弹性势能的最大值为
故B错误;
C.小球向左运动,上升到最高点时,根据水平方向动量守恒及能量守恒定律,有
设小球再次下滑到圆槽底端的速度为 ,此时圆槽的速度为 ,根据水平方向动量守恒及能量守恒定律,有
解得
小球最终的速度大小为,故C正确;
D.由上面的分析可知,如果改变小球的释放高度,小球不可能飞越圆槽,在圆槽左侧落地,故D错误。
故选C。
学科网(北京)股份有限公司
$$