《2014-2015学年高中物理 碰撞课时训练5（含解析）新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014-2015学年高中物理 碰撞课时训练5（含解析）新人教版选修3-5（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时训练5碰撞一、非标准1.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境,他们使两个带正电的不同重粒子加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重粒子在碰撞前的瞬间具有相同大小的()A.速率B.质量C.动量D.动能答案:C解析:尽可能减少碰后粒子的动能,才能尽可能增大内能,所以设法使这两个重粒子在碰撞前的瞬间合动量为零,即具有相同大小的动量。2.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3 000 kg向北行驶的卡车,碰后两辆车接在一起,并向南滑行了一小段距离后停下,根据测速仪的测定,长途客车碰前
2、以20 m/s的速率行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率()A.小于10 m/sB.大于20 m/s,小于30 m/sC.大于10 m/s,小于20 m/sD.大于30 m/s,小于40 m/s答案:A解析:两车相撞后向南滑行,说明系统总动量向南,则客车的初动量大于货车的初动量,亦即1 50020 kgm/s3 000 kgv,所以货车速度v10 m/s。3.(2013江苏单科)水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的()A.30%B.50%C.70%D.90%答案:A解析:由题图可以判断,碰撞前白球、碰撞
3、后白球与灰球均做匀速直线运动,碰后两球速度大小相等,设为v,碰前白球的速度约为碰后速度的1.7倍,即1.7v,碰前系统的动能Ek1=m(1.7v)2,碰后系统的动能Ek2=2mv2,则系统损失的动能占碰前动能的31%,选项A正确。4.(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,且动能仍相等答案:AC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。5.(多
4、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答案:AD解析:由于两球发生弹性碰撞,故系统动量、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
5、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。6.(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答案:BD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m
6、v=(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。7.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。答案:2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
7、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。8.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?答案:(1)(2)E(3)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=。
