高中物理 16.4 碰撞课后课时精练 新人教版选修3-5

16.4 碰撞课后课时精练1下列关于碰撞和爆炸的说法，正确的是()A非对心碰撞的动量一定不守恒B能量守恒的碰撞叫弹性碰撞C非弹性碰撞的能量不守恒D当两物体质量相等时，碰撞后速度互换E爆炸过程相互作用时间很短，内力远大于外力，系统总动量守恒F微观粒子的碰撞不直接接触，动量不守恒解析：对心碰撞只是说明是一维碰撞，非对心碰撞动量依然守恒，A错，所有碰撞能量均守恒，B、C错，只有两质量相等的物体发生完全弹性碰撞时，速度才能互换，D错，由动量守恒的特点可知，F错。答案：E2如图甲所示，一质子以v11.0107 m/s的速度与一个静止的未知核正碰，碰撞后质子以v16.0106 m/s的速度反向弹回，未知核以v24.0106 m/s的速度向右运动，如图乙所示。则未知核的质量约为质子质量的()A2倍B3倍C4倍 D5倍解析：质子与未知核碰撞时两者动量守恒，m1v1m1v1m2v2，得4倍，故C正确。答案：C3如图所示，水平面上O点的正上方有一个静止物体P，炸成两块a、b水平飞出，分别落在A点和B点，且OAOB。若爆炸时间极短，空气阻力不计，则()A落地时a的速度大于b的速度B落地时a的速度小于b的速度C爆炸过程中a增加的动能大于b增加的动能D爆炸过程中a增加的动能小于b增加的动能解析：P爆炸前后，系统在水平方向动量守恒，则mavambvb0，即papb由于下落过程是平抛运动，由图vavb，因此maEkb，即C项正确，D项错误；由于vavb，而下落过程中两块在竖直方向的速度增量为gt是相等的，因此落地时仍有vavb，即A项正确，B项错误。答案：AC4在光滑的水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能发生的是()A若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开B若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行C若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行解析：光滑水平面上两小球沿球心连线碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前、后两小球的系统总动量守恒。碰撞前两球总动量为零，碰撞后也为零，动量守恒，所以A项是可能的。若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前为零，所以B项不可能。碰撞前、后系统的总动量的方向不同，所以动量不守恒，C项不可能。碰撞前总动量不为零，碰后也不为零，方向可能相同，所以D项是可能的。答案：AD5质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移时间图象如图所示，以下说法中正确的是()A碰撞前两物体动量相同B质量m1等于质量m2C碰撞后两物体一起做匀速直线运动D碰撞前两物体动量大小相等、方向相反解析：由图线的斜率可知，两物体碰撞前速度大小相等，方向相反，而碰后速度都为零，设两物体碰撞前速度为v1、v2，系统碰撞前后动量守恒，所以m1v1m2v2，则m1m2，故B、D正确。答案：BD6现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞。已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是()A弹性碰撞 B非弹性碰撞C完全非弹性碰撞 D条件不足，无法确定解析：由动量守恒定律得：3mvmv0mv，所以v2v。碰前总动能：Ek3mv2mv22mv2碰后总动能：Ekmv22mv2，EkEk，所以A对。答案：A7如图甲所示，一物体静置于光滑的水平面上，外面扣一质量为M的盒子。现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的vt图象呈周期性变化，如图乙所示，请据此求出盒内物体的质量。解析：设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律得：Mv0mv3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明物体速度变为零，且碰撞是弹性碰撞，由机械能守恒定律：Mvmv2联立解得mM。答案：M8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mB2mA，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：由A球动量增量为4 kgm/s，则B球动量增量为4 kgm/s，所以pA2 kgm/s，pB10 kgm/s，又由于mB2mA，所以碰后vAvB25，由于A球速度减小，B球速度增加，可知左方是A球。答案：A9质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则()A小球以后将向左做平抛运动B小球将做自由落体运动C此过程小球对小车做的功为MvD小球在弧形槽上上升的最大高度为解析：小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v，由动量守恒定律和机械能守恒定律有：Mv02MvMv2(Mv2)Mgh联立得h，知D错误；从小球滚上到滚下并离开小车，系统在水平方向上的动量守恒，由于无摩擦力做功，机械能守恒，此过程类似于弹性碰撞，作用后两者交换速度，即小球速度变为零，开始做自由落体运动，故B、C对，A错。答案：BC10质量相等的A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出并落到距桌边水平距离为s的地面上，如图所示。若再次以相同量压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边为()A. B.sC. s D.s解析：用板挡住A球只释放B球时，弹簧的弹性势能转化为B球的动能，mvEp再以相同量压缩弹簧而同时释放A、B两球，则弹性势能转化为两球的总动能，因二者质量相同，所以2mvB2Ep由可知vBvB，结合平抛运动知识可知，B球落地点距桌边s，D选项正确。答案：D11在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度v0向右运动。在小球A的前方O点有一质量为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，PQ1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞，求两小球质量之比m1/m2。解析：从两小球碰撞后到它们第二次相遇，小球A和B速度大小保持不变，根据它们通过的路程之比为14，可知小球A和B碰撞后的速度大小之比为14。设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，碰撞过程中遵循动量守恒定律，碰撞前后动能不变，即m1v0m1v1m2v2m1vm1vm2v解得。答案：2112如图所示，在高1.25 m的水平桌面上放一个0.5 kg的木块，0.1 kg的橡皮泥以30 m/s的水平速度粘到木块上(粘合过程时间极短)。木块在桌面上滑行1.5 m后离开桌子落到离桌边2 m的地方。求木块与桌面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2)解析：设碰前橡皮泥的速度为v0，碰后共同速度为v，由动量守恒定律有mv0(Mm)v代入数据得v5 m/s设木块离开桌面时的速度为v，由平抛知识得xvthgt2代入数据得v4 m/s。木块在桌面上滑行时，由动能定理得(Mm)gx(Mm)v2(Mm)v2解得0.3。答案：0.3