周周练2 碰撞现象和反冲运动 动量和能量观点的应用-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册教用Word（人教版）

周周练2　碰撞现象和反冲运动　动量和能量观点的应用

1．如图所示，在光滑水平面上静止放置一个弧形槽，其光滑弧面底部与水平面相切，将一小滑块从弧形槽上的A点由静止释放。已知小滑块与轻弹簧碰撞无能量损失，弧形槽质量小于小滑块质量，则(　　)

A．小滑块弹回后能追上弧形槽，但不能到达弧形槽上的A点

B．下滑过程中，小滑块所受重力的功率一直增大

C．小滑块弹回后不能追上弧形槽

D．从滑块释放到再次追赶弧形槽的过程中，弧形槽与滑块组成的系统水平方向动量守恒

解析：选C。当小滑块刚好滑离弧形槽时，水平方向上根据动量守恒定律有Mv1＝mv2，因M<m，可知v1>v2；小滑块与轻弹簧碰撞无能量损失，故小滑块与弹簧分离后，小滑块的速度大小不变，方向相反，故小滑块不能追上弧形槽，A错误，C正确。根据PG＝mgvy，可知开始时重力的功率为零，当到达最低点时重力的瞬时功率也为零，则下滑过程中，小滑块所受重力的功率先增大后减小，B错误。滑块与弹簧碰撞过程中，弹簧给滑块向左的冲量，则从滑块释放到再次追赶弧形槽的过程中，弧形槽与滑块组成的系统所受合外力不为零，则水平方向动量不守恒，D错误。

2．如图所示，质量分别为m与2m的两小球A、B在光滑水平面上沿同一直线做匀速运动，小球A的动量pA＝5 kg·m/s，小球B的动量pB＝7 kg·m/s(规定向右为正方向)，则在小球A追上小球B并与之碰撞的过程中，两小球的末动量pA′和pB′可能分别为(　　)

A．1 kg·m/s，12 kg·m/s

B．1 kg·m/s，11 kg·m/s

C．7 kg·m/s，5 kg·m/s

D．4 kg·m/s，8 kg·m/s

解析：选D。碰撞过程系统动量守恒，故A错误；因为碰撞的过程中动能不增加，根据Ek＝，碰前的总动能为＋＝，碰后的总动能为＋＝，可知碰撞的过程中动能增加，故B错误；碰后，若小球A与小球B速度方向相同，则小球A的速度应不大于小球B速度，碰后小球A的速度vA＝，碰后小球B的速度vB＝，故C错误；碰后的总动能为＋＝<，碰后两球速度vA＝＝vB＝，可见动能不增加，碰后速度也符合实际，故D正确。

3．如图是我国自主研发的机器狗，在水平地面上站定不动2 s内水平发射了6颗子弹，每颗子弹的质量m＝30 g，子弹出膛时对地速度v0＝800 m/s，机器狗及其装备的总质量M＝40 kg，重力加速度g取10 m/s2，机器狗发射子弹的过程，下列说法正确的是(　　)

A．机器狗、枪和子弹组成系统动量守恒

B．地面对机器狗、枪和子弹组成的系统做了正功

C．机器狗对地面摩擦力的冲量大小为144 N·s

D．地面对机器狗的冲量大小为800 N·s

解析：选C。由于地面对系统施加有摩擦力，系统合外力不为零，故系统总动量不守恒，故A错误；机器狗无水平方向位移，则地面对系统的摩擦力无水平方向的位移，故地面对机器狗、枪和子弹组成的系统不做功，故B错误；每颗子弹的质量m＝0.03 kg，出膛速度v0＝800 m/s，则每颗子弹的动量mv0＝24 kg· m/s，6颗子弹总动量为6×24 kg· m/s＝144 kg· m/s，故I狗对子弹＝144 N·s，机器狗在发射子弹前后整体保持静止，其自身动量不变，所以对机器狗而言I子弹对狗＋If＝0，所以地面摩擦力提供的总冲量大小|If|＝144 N·s，则机器狗对地面摩擦力的冲量大小也为144 N·s，故C正确；地面对机器狗的作用力有支持力和摩擦力，支持

力冲量大小Mgt＝800 N·s，地面对机器狗的冲量大小为>800 N·s，故D错误。

4．在太空站无重力环境中，航天员小明静止在空间站舱壁附近，手持一质量m＝9 kg的小球进行抛射训练。空间站舱壁可视为固定弹性碰撞面，每次抛射时小明均将小球以相对于舱壁v＝1 m/s的速度垂直推向舱壁，小球碰撞后速度大小不变、方向反向，追上小明时被再次抛射。已知经过4次抛射后，小球无法再追上他；而第3次抛射后，小球仍能追上。小球可视为质点，小明的质量可能为(　　)

A．45 kg    B．60 kg

C．65 kg    D．75 kg

解析：选B。规定小明运动的方向为正方向，小明开始时静止，设第1次将球推出后，小明的速度大小为v1，则根据动量守恒定律有0＝Mv1－mv，解得v1＝，球与舱壁碰撞后，运动方向与小明同向，设小明第2次将球推出后的速度为v2，则根据动量守恒定律有Mv1＋mv＝Mv2－mv，解得v2＝，同理设小明第3次将球推出后的速度为v3，则根据动量守恒定律有Mv2＋mv＝Mv3－mv，解得v3＝，设小明第4次将球推出后的速度为v4，则根据动量守恒定律有Mv3＋mv＝Mv4－mv，解得v4＝，由于进行第3次抛射后，小球仍能追上小明，则有v3＝<v，代入数据解得M>45 kg，又因为经过4次抛射后，小球无法再追上小明，则有v4＝≥v，代入数据解得M≤63 kg，综上可得小明的质量应满足45 kg<M≤63 kg。

5．在水平面上，质量为m、速度大小为v的A球与质量为3m的静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的。下列说法正确的是(　　)

A．碰撞后A球的速度一定反向

B．碰撞后B球的速度大小可能是0.6v

C．碰撞过程A球对B球的冲量最大值为1.5mv