2019-2020年高中物理 第16章 第4节 碰撞同步练习 新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第16章 第4节 碰撞同步练习 新人教版选修3-5一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1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，无法确定答案：A解析：由动量守恒3mvmv0mv，所以v2v碰前总动能：Ek3mv2mv22mv2碰后总动能：Ekmv22mv2，EkEk，所以A对。2A、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()A11B12C13D31答案：C解析：由题图象知：碰前vA4m/s，vB0。碰后vAvB1m/s，由动量守恒可知mAvA0mAvAmBvB，解得mB3mA，故选项C正确。3(日照市xxxx学年高二下学期检测)一中子与一质量数为A(A1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A.BC.D答案：A解析：设中子质量为m，则原子核质量为Am，由mvmv1Amv2，mv2mvAmv，得v1v所以，A对。4如图所示，在光滑水平地面上有两个完全相同的小球A和B，它们的质量都为m。现B球静止，A球以速度v0与B球发生正碰，针对碰撞后的动能下列说法中正确的是()AB球动能的最大值是mvBB球动能的最大值是mvC系统动能的最小值是0D系统动能的最小值是mv答案：AD解析：当两球发生完全弹性碰撞时，A球静止，B球的动能最大，A正确，B错误；当两球相碰后共同运动时，损失的能量最多，系统动能最小，系统动能的最小值是mv，C、错D对。5(湖北黄冈中学xxxx学年高二下学期期中)在光滑水平面上，动能为E0、动量为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1，球2 的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有()AE1E0Bp1E0Dp2p0答案：ABD解析：两个钢球组成的系统在碰撞过程中动量守恒，设钢球1初动量的方向为正方向，又由动量守恒定律得：p0p2p1，可见p2p0，故选项D正确。单从动量方面分析，p1可以大于p0，若如此必有碰后系统的动能增加，但对于碰撞问题碰撞后系统的动能不可能大于碰前系统的动能，因此E1E2E0，必有E1E0，E2E0，显然选项A正确， 选项C错误。由动量的大小和动能的关系p，因为E1E0，得p1p0，选项B正确。二、非选择题6一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图甲所示。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，据此可知盒内物体的质量是_。答案：M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，由机械能守恒有：Mvmv2联立解得mM7(河北正定中学xxxx学年高二下学期期中)细线下吊着一个质量为0.99kg的沙袋，构成一个单摆，摆长为0.9m，一颗质量为0.01kg的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大摆角是60，求子弹射入沙袋前的速度大小。答案：300m/s解析：子弹射入沙袋后，与沙袋一起从最低位置摆至最高位置的过程中，机械能守恒，设在最低位置时，子弹和沙袋的共同速度为v，则由机械能守恒定律可得：(mm0)v2(mm0)g(llcos)，设射入沙袋前子弹速度为v，射入后子弹和沙袋一起摆动的瞬间速度为v0，该过程中，系统动量守恒，选子弹的初速度方向为正，由动量守恒定律可得：mv0(mm0)v，代入数据解得：v0300m/s。8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Q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的，求两小球质量之比m1/m2。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，根据它们通过的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为41。设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等。m1v0m1v1m2v2，m1vm1vm2v利用v2/v14，可解出2能力提升一、选择题(1题为单选题，24题为多选题)1(河北邢台一中xxxx学年高二下学期检测)在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前)，已知碰前两球的动量分别为pA12kgm/s、pB13kgm/s，碰后它们动量的变化分别为pA、pB。下列数值可能正确的是()ApA3kgm/s、pB3kgm/sBpA3kgm/s、pB3kgm/sCpA24kgm/s、pB24kgm/sDpA24kgm/s、pB24kgm/s答案：A解析：由题，碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，A的动量不可能沿原方向增大，故碰后它们动量的变化分别为pA0，故B、D错误；根据碰撞过程动量守恒，如果pA3kgm/s、pB3kgm/s，所以碰后两球的动量分别为pA9kgm/s、pB16kgm/s，根据碰撞过程总动能不增加，故A正确。根据碰撞过程动量守恒定律，如果pA24kgm/s、pB24kgm/s，所以碰后两球的动量分别为pA12kgm/s、pB37kgm/s，可以看出，碰撞后A的动能不变，而B的动能增大，违反了能量守恒定律，故C错误，故选A。2(江西抚州市xxxx学年高二下学期四校联考)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，则碰后B球的速度大小可能是()A0.7vB0.6vC0.4vD0.2v答案：BC解析：以两球组成的系统为研究对象，以A球的初速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mvmvA2mvB，由机械能守恒定律得：mv2mv2mv，解得：vAv，vBv，负号表示碰撞后A球反向弹回，如果碰撞为完全非弹性碰撞，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv(m2m)vB，解得：vBv，则碰撞后B球的速度范围是：vvBE2，所以两冰壶的碰撞为非弹性碰撞。6.(广东省实验中学xxxx学年高二下学期期中)如图所示，质量为M的平板车P高为h，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平地面上，一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成60角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无机械能损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为，已知质量Mm41，重力加速度为g，求：(1)小物块Q离开平板车时，二者速度各为多大？(2)平板车P的长度为多少？(3)小物块Q落地时与小车的水平距离为多少？答案：(1)(2)(3)解析：(1)设小球与Q碰前的速度为v0，小球下摆过程机械能守恒：mgR(1cos60)mvv0小球与Q进行弹性碰撞，质量又相等，二者交换速度。小物块Q在平板车P上滑动的过程中，Q与P组成的系统动量守恒：mv0mv1Mv2其中v2v1，M4m，解得：v1，v2。(2)对系统由能量守恒：mvmvMvmgL，解得：L。(3)Q脱离P后做平抛运动，由hgt2，解得：tQ落地时二者相距：s(v1v2)t。