《2016-2017学年高中物理 第16章 动量守恒定律 4 碰撞课时作业 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年高中物理 第16章 动量守恒定律 4 碰撞课时作业 新人教版选修3-5（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4碰撞一、A组(20分钟)1.关于散射,下列说法正确的是()A.散射就是乱反射,毫无规律可言B.散射中没有对心碰撞C.散射时仍遵守动量守恒定律D.散射时不遵守动量守恒定律解析:由于散射也是碰撞,所以散射过程中动量守恒。答案:C2.导学号97280019在光滑的水平面上有A、B两球,其质量分别为mA、mB,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度时间图象如图所示,下列关系式正确的是()A.mAmBB.mAmBC.mA=mBD.无法判断解析:由题图知,A球以初速度与原来静止的B球碰撞,碰后A球反弹且速度小于初速度,根据碰撞规律知,A球质量小于B球质量。答案:B3.
2、质量为m的小球A以水平速率v与静止在光滑水平面上质量为3m的小球B正碰后,小球A的速率为,则碰后B球的速度为(以A球原方向为正方向)()A.B.vC.-D.解析:由动量守恒定律知,若碰后A球运动方向不变,则mv=m+3mvB,所以vB=,由于这时B球的速度小于A球的速度,B球又是在运动方向的前面,这是不可能的,若碰后A球被反弹回去,则有mv=m(-)+3mvB,所以vB=,故选项D正确。答案:D4.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移时间图象如图所示。由图可知,物体A、B的质量之比为()A.11B.12C.13D.31解析:由题图知:碰前vA=4 m/s,vB=0
3、。碰后vA=vB=1 m/s,由动量守恒可知mAvA+0=mAvA+mBvB,解得mB=3mA。故选项C正确。答案:C5.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6 kgm/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kgm/s。则()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为25B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为110C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为25D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为110解析:碰撞后A球的动量增量为-4 kgm/s,则B球的动量增量为
4、4 kgm/s,所以碰后A球的动量为2 kgm/s,B球的动量为10 kgm/s,即mAvA=2 kgm/s,mBvB=10 kgm/s,且mB=2mA,vAvB=25,所以,选项A正确。答案:A6.A、B两球之间压缩一根轻弹簧,静置于光滑水平桌面上,已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时,B球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上(弹簧的自然长度小于桌面长度),如图所示,若用同样的程度压缩弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,则B球的落地点距离桌边距离为()A.B.xC.xD.x解析:当用板挡住小球A而只释放B球时,根据能量守恒有Ep=,根据平抛运动规律有x=v0t
5、。当用同样的程度压缩弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,设A、B的速度分别为vA和vB,则根据动量守恒和能量守恒有2mvA-mvB=0,Ep=2m,解得vB=v0,B球的落地点距桌边距离为x=vBt=x,D选项正确。答案:D7.如图所示,用两根长度都等于L的细绳,分别把质量相等、大小相同的a、b两球悬于同一高度,静止时两球恰好相接触。现把a球拉到细绳处于水平位置,然后无初速释放,当a球摆动到最低位置与b球相碰后,b球可能升高的高度为()A.LB.C.D.解析:若a、b两球发生完全弹性碰撞,易知b球上摆的高度可达L;若a、b两球发生完全非弹性碰撞(即碰后两球速度相同),则根据mv=2mv和
6、2mv2=2mgh,可知其上摆的高度为。考虑到完全非弹性碰撞中动能的损失最多,故b球上摆的高度应满足hL。答案:ABC8.导学号97280020如图,光滑水平地面上有三个物块A、B和C,它们具有相同的质量,且位于同一直线上。开始时,三个物块均静止。先让A以一定速度与B碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与C碰撞并粘在一起。求前后两次碰撞中损失的动能之比。解析:设三个物块A、B和C的质量均为m,A与B碰撞前A的速度为v,碰撞后的速度为v1,AB与C碰撞后的共同速度为v2。由动量守恒定律得mv=2mv1mv=3mv2设第一次碰撞中的动能损失为E1,第二次碰撞中的动能损失为E2。由能量守恒定律得mv2
7、=(2m)+E1(2m)(3m)+E2联立以上四式解得E1E2=31。答案:319.两块质量都是m的木块A和B在光滑水平面上均以速度向左匀速运动,中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着,如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹,质量为,速度为v0,子弹射入木块A并留在其中,求:(1)在子弹击中木块后的瞬间木块A、B的速度vA和vB的大小。(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。解析:(1)在子弹打入木块A的瞬间,由于相互作用时间极短,弹簧来不及发生形变,A、B都不受弹力的作用,故vB=;由于此时A不受弹力,木块A和子弹构成的系统在这极短过程中不受外力作用,选向左为正方向,系统动量守恒
8、:=(+m)vA解得vA=。(2)由于木块A、木块B运动方向相同且vA22 J,碰后机械能增加,故A项错误;同理B项中动量守恒,机械能不增加,且碰后v2v1,不会发生二次碰撞,B项正确;C项中动量不守恒,错误;D项中动量守恒,机械能不增加,但v1v2,会发生二次碰撞,故D项错误。答案:B2.如图所示,在质量为M的小车中挂着一单摆,摆球质量为m0,小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正前方的质量为m的静止的木块发生碰撞,碰撞的时间极短。在此碰撞过程中,下列情况可能发生的是()A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,满足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3
9、B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足Mv=Mv1+mv2C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为u,满足Mv=(M+m)uD.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2,满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2解析:小车与木块碰撞,且碰撞时间极短,因此相互作用只发生在木块和小车之间,悬挂的摆球在水平方向未受到力的作用,故摆球在水平方向的动量未发生变化,即摆球的速度在小车与木块碰撞过程中始终不变,由此可知A和D两种情况不可能发生;选项B的说法对应于小车和木块碰撞后又分开的情况,选项C的说法对应于小车和木块碰撞后粘在一起的情况,两种情况都有可能发生,故选项B、C正确。
10、答案:BC3.甲、乙两球在水平光滑轨道上同方向运动,已知它们的动量分别是p1=5 kgm/s、p2=7 kgm/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙的动量为10 kgm/s,则两球的质量m1与m2的关系可能是()A.m1=m2B.2m1=m2C.4m1=m2D.6m1=m2解析:两球碰撞过程中动量守恒,p1+p2=p1+p2,得p1=2 kgm/s,碰撞后动能不可以增加,所以有得m2m1。若要甲追上乙,碰撞前必须满足v1v2,即得m2m1。碰撞后甲不能超越乙,必须满足v1v2即,得m25m1。综合知m1m25m1,选项C正确。答案:C4.导学号97280021如图所示,竖直平面内的圆弧轨道下端
11、与水平桌面相切,小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2 m;A和B的质量相等;A和B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。重力加速度g取10 m/s2。求:(1)碰撞前瞬间A的速率v;(2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v;(3)A和B整体在桌面上滑动的距离l。 解析:设滑块的质量为m。(1)根据机械能守恒定律mgR=mv2得碰撞前瞬间A的速率v=2 m/s。(2)根据动量守恒定律mv=2mv得碰撞后瞬间A和B整体的速率v=v=1 m/s。(3)根据动能定理(2m)v2=(2m)gl得A和B整体沿
12、水平桌面滑动的距离l=0.25 m。答案:(1)2 m/s(2)1 m/s(3)0.25 m5.如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4 kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计。可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量mB=2 kg,现对A施加一个水平向右的恒力F=10 N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6 s,二者的速度达到vt=2 m/s。求:(1)A开始运动时加速度a的大小;(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;(3)A的上表面长度l。解析:(1)以A
13、为研究对象,由牛顿第二定律有F=mAa代入数据解得a=2.5 m/s2。(2)对A、B碰撞后共同运动t=0.6 s的过程,由动量定理得Ft=(mA+mB)vt-(mA+mB)v代入数据解得v=1 m/s。(3)设A、B发生碰撞前,A的速度为vA,对A、B发生碰撞的过程,由动量守恒定律有mAvA=(mA+mB)vA从开始运动到与B发生碰撞前,由动能定理有Fl=mA由式,代入数据解得l=0.45 m。答案:(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m6.(2015山东理综)如图,三个质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间均极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。解析:设滑块质量为m,A与B碰撞前A
