解题思路:小球和小车组成的系统,动量守恒,根据动量的变化来计算冲量的大小,根据系统的能量不会增加来判断最大的高度大小.
A、小球滑上曲面的过程,小车向右运动,小球滑下时,小车还会继续前进,故不会回到原位置,所以A错误.
B、由小球恰好到最高点,知道两者有共同速度,对于车、球组成的系统,由动量守恒定律列式为mv=2mv′,得共同速度v′=[v/2].小车动量的变化为[mv/2],这个增加的动量是小车受到的总动量的大小,所以B错误.
C、由于满足动量守恒定律,系统机械能又没有增加,所以是可能的,两曲面光滑时会出现这个情况.所以C正确;
D、由于小球原来的动能为
mv2
2,小球到最高点时系统的动能为[1/2]×2m×([v/2])2=
mv2
4,所以系统动能减少了
mv2
4,
如果曲面光滑,则减少的动能等于小球增加的重力势能,即
mv2
4=mgh,得h=
v2
4g.显然,这是最大值,如果曲面粗糙,高度还要小些,所以D正确.
故选:CD
点评:
本题考点: 动量守恒定律;动量定理;机械能守恒定律.
考点点评: 本题是系统动量守恒和机械能守恒的类型,类似于弹性碰撞,常见类型.