《2017高中物理 第十六章 动量守恒定律 4 碰撞课时训练 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017高中物理 第十六章 动量守恒定律 4 碰撞课时训练 新人教版选修3-5（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、碰撞题组一常见的碰撞类型1.关于碰撞的理解正确的是()A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中,一般内力都远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的动能守恒C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫作非弹性碰撞D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触,所以不能称其为碰撞解析:碰撞是十分普遍的现象,它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象。一般内力远大于外力。如果碰撞中机械能守恒,就叫作弹性碰撞。微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点,所以仍然是碰撞。答案:A2.(多选)关于非弹性碰撞,下列说法正确的是()A.非弹性碰撞中能量不守
2、恒B.非弹性碰撞是相对弹性碰撞来说的C.非弹性碰撞的动能一定减少D.非弹性碰撞的动能可能增加解析:在非弹性碰撞中,机械能不守恒,但能量仍是守恒的,碰撞过程中会有一部分动能转化为其他形式的能量,故动能会减少。答案:BC题组二弹性碰撞3.(多选)如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是()A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置解析:由于两球发生弹性碰撞,故
3、系统动量、机械能均守恒,则mv=3mvb+mva,mv2=3m,由两式联立解得va=-v,vb=v,故选项A正确;由前面求得速度可知第一次碰后pa=-mv,pb=mv,故选项B错误;由于第一次碰后,|va|=|vb|,根据机械能守恒可知两球可到达相同高度即摆角相同,选项C错误;因两球摆长相同,根据T=2知,两球同时到达各自平衡位置发生第二次碰撞,选项D正确。答案:AD4.(多选)质量为m0、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为,初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱
4、子正中间,并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为()A.mv2B.C.nmglD.nmgl解析:设系统损失的动能为E,根据题意可知,整个过程中小物块和箱子构成的系统满足动量守恒和能量守恒,则有mv=(m0+m)vt(式)、mv2=(m0+m)+E(式),由联立解得E=v2,可知选项A错误,B正确;又由于小物块与箱子壁碰撞为弹性碰撞,则损耗的能量全部用于摩擦生热,即E=nmgl,选项C错误,D正确。答案:BD5.在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速率v0向右运动。在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态,如图所示。小球A与小球B发生正碰后小球A、B
5、均向右运动。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ=1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比。解析:从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A和B的速度大小保持不变,根据它们通过的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为 41两球碰撞过程有m1v0=m1v1+m2v2m1m1m2解得=2。答案:2题组三非弹性碰撞及能量变化6.如图所示,有一质量为m的物体B静止在光滑水平面上,另一质量也为m的物体A以初速度v0匀速向B运动,两物体相撞后粘在一起运动,试求碰撞中产生的内能。解析:两物体动量守恒mv0=2mv,解得v=。碰撞产生的内能等于系统损失
6、的动能Q=E=-2。答案:7.如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,(1)整个系统损失的机械能;(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。解析:(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时,对A、B与弹簧组成的系统,由动量守恒定律得mv0=2mv1此时B与C发生完全非弹性碰撞,设碰撞后的瞬时速度为v2,损失的机械能为E,对B、C组成的系统,由动量守恒和能量守恒定律得mv1
7、=2mv2=E+(2m)联立式得E=。(2)由式可知v23 000 kgv,所以货车速度v10 m/s。答案:A3.如图所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()A.A开始运动时B.A的速度等于v时C.B的速度等于零时D.A和B的速度相等时解析:A、B速度相等时弹簧的压缩量最大,弹性势能最大,动能损失最大,选项D正确。答案:D4.(多选)在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量,它们正碰后可能发生的情况是()A.甲球
8、停下,乙球反向运动B.甲球反向运动,乙球停下C.甲、乙两球都反向运动D.甲、乙两球都反向运动,且动能仍相等解析:由p2=2mEk知,甲球的动量大于乙球的动量,所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向,可以判断A、C正确。答案:AC5.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p甲=5 kgm/s,p乙=7 kgm/s,甲追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为p乙=10 kgm/s,则两球质量m甲、m乙的关系可能是()A.m乙=m甲B.m乙=2m甲C.m乙=4m甲D.m乙=6m甲解析:由动量守恒定律p甲+p乙=p甲+p乙,得p甲=2 kgm/s,若两球发生弹性碰撞,则解得m乙=m甲,若
9、两球发生完全非弹性碰撞,则v甲=v乙,即,解得m乙=5m甲,即乙球的质量范围是m甲m乙5m甲,选项C正确。答案:C6.(多选)如图所示,在光滑水平面上停放质量为m、装有弧形槽的小车。现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则()A.小球在小车上到达最高点时的速度大小为B.小球离车后,对地将向右做平抛运动C.小球离车后,对地将做自由落体运动D.此过程中小球对车做的功为解析:小球到达最高点时,小车和小球相对静止,且水平方向总动量守恒,小球离开车时类似完全弹性碰撞,两者速度完成互换,故选项A、C、D都是正确的。答案:ACD7.
10、(多选)在光滑水平面上,动能为E0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞后球1的运动方向和碰前相反。设碰撞后球1的动能和动量的大小分别为E1、p1,球2的动能和动量的大小分别为E2、p2,则()A.E1E0C.p1p0D.p2p0解析:两钢球在相碰过程中必同时遵守能量守恒定律和动量守恒定律。由于外界没有能量输入,而碰撞中可能产生内能,所以碰后的总动能不会超过碰前的总动能,即E1+E2E0,可见选项A正确,选项B错误;另外,E1E0也可写成,即p1p0,选项D错误。答案:AC8.如图所示,光滑水平面上有一长木板,长木板的上表面也是水平光滑的,右端用细绳拴在墙上,左端上部固定一轻质
11、弹簧。质量为m的铁球以某一初速度v0在木板的上表面上向左匀速运动。铁球与弹簧刚接触时绳子绷紧,小球的速度仍与初速度相同,弹簧被压缩后,铁球的速度逐渐减小,当速度减小到初速度的一半时,弹簧的弹性势能为E,此时细绳恰好被拉断(不考虑这一过程中的能量损失),此后木板开始向左运动。(1)铁球开始运动时的初速度是多少?(2)若木板的质量为m,木板开始运动后弹簧的弹性势能最大是多少?(3)为使木板获得的动能最大,木板的质量应为多大?解析:(1)铁球的动能改变量等于弹簧的弹性势能m(v0)2=E,解得v0=。(2)绳子断后,铁球和长木板系统的动量守恒,两者速度相同时,弹簧的弹性势能最大,有=(m+m)v,Emax=(m+m)v2,解得Emax=E。(3)当弹簧恢复原长,且铁球速度恰为零时,木板获得的动能最大,则mv0=mvmax,且有m,解得m=4m,m=。答案:(1)(2)E(3)旅游经济价值的大小很大程度上取决于它们与旅游消费市场经济发达地区的距离，经济距离越长，旅游者对旅游目的地的需求越低；靠近发达地区的旅游资源，其开发价值要优于远离发达区的旅游资源。
