碰撞地之后,速度瞬间反向,大小相等,选A与B碰撞过程进行研究,碰撞前后动量守恒,设碰后A、B速度大小分别为v1、v2,选竖直向上方向为正方向,则m2v-m1v=m1v1+m2v2,由能量守恒定律得(m1+m2)v2=m1v+m2v,且m2=3m1,联立解得v1=2v=2,v2=0,故小球A反弹后能达到的高度为H==4h,选项D正确.
2.如图2所示,质量为mP=2 kg的小球P从离水平面高度为h=0.8 m的光滑斜面上滚下,与静止在光滑水平面上质量为mQ=2 kg的带有轻弹簧的滑块Q碰撞,g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
图2
A.P球与滑块Q碰撞前的速度为5 m/s
B.P球与滑块Q碰撞前的动量为16 kg·m/s
C.它们碰撞后轻弹簧压缩至最短时的速度为2 m/s
D.当轻弹簧压缩至最短时其弹性势能为16 J
答案 C
解析 由机械能守恒定律,mPgh=mPv,解得P球与滑块Q碰撞前的速度为v0==4 m/s,选项A错误;P球与滑块Q碰撞前的动量为p1-mPv0=8 kg·m/s,选项B错误;当轻弹簧压缩至最短时,P球与滑块Q速度相等,由动量守恒定律,mPv0=(mP+mQ)v,解得碰撞后轻弹簧压缩最短时的速度是v=2 m/s,选项C正确;由能量守恒定律,当轻弹簧压缩至最短时其弹性势能为Ep=mPv-(mP+mQ)v2=8 J,选项D错误.
3.如图3所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,小车左端靠在竖直墙壁上,其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,轨道最低点B