新教材魯科版高中物理選擇性必修第一冊課時(shí)練習(xí)1.4彈性碰撞與非彈性碰撞

1、課時(shí)練習(xí)（三）彈性碰撞與非彈性碰撞4組基礎(chǔ)鞏固練（建議用時(shí)：25分鐘）0考點(diǎn)一碰撞過程的特點(diǎn)1 .如圖所示，甲、乙兩物體在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，甲、乙物體 的速度大小分別為3m/s和lm/s；碰撞后甲、乙兩物體都反向運(yùn)動(dòng)，速度大小均 為2m/s,則甲、乙兩物體質(zhì)量之比為（）A. 2 ： 3B. 2 ： 5C. 3 ： 5D. 5 ： 3C 選取碰撞前甲物體的速度方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量守恒定律有機(jī)中5一機(jī) 乙02=，匕02,代入數(shù)據(jù)，可得帆T：切匕=3： 5,選項(xiàng)C正確.24、8兩物體發(fā)生正碰，碰撞前后物體4、5都在同一直線上運(yùn)動(dòng)，其位移 一時(shí)間圖像如圖所示.由圖可知，物體A、8的質(zhì)量

2、之比為（）C. 1 ： 3D. 3 ： 1C 由題圖知：碰前七=4m/s,詼=。.碰后辦=05=1 m/s,由動(dòng)量守恒可 知解得3=3叫i故選項(xiàng)C正確.3.如圖所示，光滑水平面上尸物體與一個(gè)連著彈簧的。物體正碰，正碰后P 物體靜止，。物體以尸物體碰前的速度。離開.已知P與。質(zhì)量相等，彈簧質(zhì)量 忽略不計(jì)，那么當(dāng)彈簧被壓縮至最短時(shí)，下列說法正確的是（）pQA. P的速度恰好為零B. P與。具有相同的速度c.。剛開始運(yùn)動(dòng)D.。的速度等于oB P物體接觸彈簧后，在彈簧彈力的作用下，P做減速運(yùn)動(dòng)，0做加速運(yùn)動(dòng), P、。間的距離減小，當(dāng)尸、。兩物體速度相等時(shí)，彈簧被壓縮到最短，所以B正 確，A、C錯(cuò)誤；由

3、于作用過程中動(dòng)量守恒，設(shè)速度相等時(shí)速度為則切 十川W,所以彈黃被壓縮至最短時(shí)，P、。的速度/=,故D錯(cuò)誤.?？键c(diǎn)二 碰撞的判斷和常見碰撞模型4-9.（多選）質(zhì)量為小的小球A,沿光滑水平面以速度。與質(zhì)量為21的靜止小 球5發(fā)生正碰，碰撞后，小球A的動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼目茨敲葱∏?的速度可能是A.針o B.AB 要注意的是，兩球的碰撞不一定是彈性碰撞，A球碰后動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?下 則其速度大小僅為原來的手兩球在光滑水平面上正碰，碰后A球的運(yùn)動(dòng)有兩種 可能，繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)或被反彈.當(dāng)以A球原來的速度方向?yàn)檎较驎r(shí)，則。二=4o,根據(jù)兩球碰撞前、后的總動(dòng)量守恒，有/wro+O=/wX2mvfB9mvo+O=

4、mX+ 2?0 Bt解得比.（多選）在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩個(gè)小球，它們的動(dòng)能相等，已知 甲球的質(zhì)量大于乙球的質(zhì)量，它們正碰后可能發(fā)生的情況是（）A.甲球停下，乙球反向運(yùn)動(dòng)B.甲球反向運(yùn)動(dòng)，乙球停下C.甲、乙兩球都反向運(yùn)動(dòng)D.甲、乙兩球都反向運(yùn)動(dòng)，且動(dòng)能仍相等AC 由戶2=2mEk知，甲球的動(dòng)量大于乙球的動(dòng)量，所以總動(dòng)量的方向應(yīng)為 甲球的初動(dòng)量的方向，可以判斷A、C項(xiàng)正確.質(zhì)量為。=1 kg, mb=2 kg的小球在光滑的水平面上發(fā)生碰撞，碰撞前 后兩球的位移一時(shí)間圖像如圖所示，則可知碰撞屬于（）A.彈性碰撞.非彈性碰撞C.完全非彈性碰撞D.條件不足，不能判斷A 由xf圖像知，碰撞前4=

5、3m/s,力=0,碰撞后。J= lm/s,辦=2 119119m/s,碰撞前動(dòng)能為.如德+5加黃=$ J,碰撞后動(dòng)能為5m血/+即照辦2=5 J,故 動(dòng)能守恒，碰撞前動(dòng)量inaVa+rnbVb = 3 kgin/s,碰撞后動(dòng)量而。/+加瘋/=3 kg-nVs,故動(dòng)量守恒，所以碰撞屬于彈性碰撞.7.（多選）質(zhì)量為M的物塊以速度。運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量為利的靜止物塊發(fā)生正碰, 碰撞后二者的動(dòng)量正好相等.二者質(zhì)量之比葛可能為（）A. 2B. 3C. 4D. 5AB 設(shè)碰撞后兩物塊的動(dòng)量都為p,則系統(tǒng)的總動(dòng)量為切.根據(jù)p2=2/Ek可 得碰撞前的總動(dòng)能為&1= 等，碰撞后的總動(dòng)能為Ek2=惠+易.根據(jù)碰撞前后

6、的動(dòng)能關(guān)系可得招云您+4， 所以在3故選項(xiàng)A、B正確.?？键c(diǎn)三 碰撞綜合應(yīng)用.質(zhì)量為M的小車靜止于光滑的水平面上，小車的上表面和;圓弧的軌道均 光滑，如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為利的小球以速度。水平?jīng)_上小車，當(dāng)小球返回左端 脫離小車時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.小球一定沿水平方向向左做平拋運(yùn)動(dòng)B.小球可能沿水平方向向左做平拋運(yùn)動(dòng)C.小球可能沿水平方向向右做平拋運(yùn)動(dòng)D.小球可能做自由落體運(yùn)動(dòng)A 小球水平?jīng)_上小車，又返回左端，到離開小車的整個(gè)過程中，系統(tǒng)水平 方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，相當(dāng)于小球與小車發(fā)生彈性碰撞的過程，如果帆VW, 小球離開小車向左做平拋運(yùn)動(dòng)，如果小球離開小車做自由落體運(yùn)動(dòng)，如 果桃,M,

7、小球離開小車向右做平拋運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤，B、C、D正確.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為帆的物塊A與另一個(gè)質(zhì)量為1m的靜止的物塊B 發(fā)生正碰，碰后8物塊剛好能落入正前方的沙坑中.假如碰撞過程中無機(jī)械能損 失,已知物塊B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,與沙坑的距離為0.5 m,g取10 in/s2. 物塊可視為質(zhì)點(diǎn).則A碰撞前瞬間的速度為（）m 2mMl Erl0.5m一mA. 0.5 in/sB. 1.0 in/sC. 1.5 in/sD. 2.0 in/sC 碰撞后B做勻減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得一427gx=O代入數(shù) 據(jù)得。=lm/s, A與8碰撞的過程中A與8組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選取水平向右 為正方向，則

8、有mvo=mv+2mv9由于沒有機(jī)械能的損失，則有妻。4=2加濟(jì)+2mv29聯(lián)立解得0o=L5 in/s,選項(xiàng)C正確.B組素養(yǎng)提升練（建議用時(shí)：15分鐘）.甲、乙兩球在光滑水平軌道上同向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是p甲=5 kg-nVs, p乙=7 kg in/s,甲追上乙并發(fā)生碰撞，碰撞后乙球的動(dòng)量變?yōu)橐?10 kg-m/s,則兩球質(zhì)量m甲與ni乙的關(guān)系可能是（）A. m乙甲Bm乙=2,”甲C. m 乙=4i 甲D. m 乙=6/71 甲C 設(shè)碰撞后甲球的動(dòng)量為p7,由動(dòng)量守恒定律有P 甲+ C=p+pfG代入數(shù)據(jù)得p、=2kgm/sf a , - 445kgni/s 7 kg-in/s -7

9、甲 追上 乙應(yīng)有一今 ,得m乙三/ r/1 f/ 乙碰后P%、P乙均大于零，表明甲、乙兩球同向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有。乙2。，即念 解得m乙W5/w甲碰撞過程中，動(dòng)能不會(huì)增加，則根據(jù)Ek=會(huì)有解+應(yīng)產(chǎn)+理2?甲 2m2”1甲 2m c解得tn匕2歲甲綜上可得利甲與m乙的關(guān)系為1rW?乙W5？ r,故選項(xiàng)C正確.用一個(gè)半球形容器和三個(gè)小球可以進(jìn)行碰撞實(shí)驗(yàn).已知容器內(nèi)側(cè)面光滑， 半徑為凡三個(gè)質(zhì)量分別為帆1、帆2、13的小球1、2、3,半徑相同且可視為質(zhì)點(diǎn)， 自左向右依次靜置于容器底部的同一直線上且彼此相互接觸,若將小球1移至左 側(cè)離容器底高人=也?）處由靜止釋放，如圖所示.各小球間的碰撞時(shí)間極短且碰 撞時(shí)無機(jī)

10、械能損失.小球1與2、2與3碰后，球1停在O點(diǎn)正下方，球2上升的 最大高度為），球3恰能滑出容器，則三個(gè)小球的質(zhì)量之比為（）C. 4 ： 4 ： 1D. 3 ： 2 ： 1B 碰撞前對球1的下滑過程，由機(jī)械能守恒定律得利濟(jì)，對于碰 撞過程，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得1。1=12。2+加303,由機(jī)械能守恒 定律得加=12避+%?3泊，碰撞后，對球2,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有帆2g京=產(chǎn)2況 對球3,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有itiigR=m3V3t聯(lián)立解得mi : mi :3 ： 3 ： 1,選項(xiàng)B正確.兩物塊A、5用輕彈簧相連，質(zhì)量均為2 kg,初始時(shí)彈簧處于原長，A、B 兩物塊都以。=6 in

11、/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量4 kg的物塊C靜止在 前方，如圖所示.5與C碰撞后二者會(huì)粘在一起運(yùn)動(dòng)，則在以后的運(yùn)動(dòng)中：(1)當(dāng)彈簧的彈性勢能最大時(shí)，物塊4的速度為多大？(2)系統(tǒng)中彈性勢能的最大值是多少？解析(1)當(dāng)A、8、C三者的速度相等時(shí)彈簧的彈性勢能最大.由A、5、C 三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒有(niA +niR)v = (niA+/wc)- Vabc解得Vabc=(2+2) X 62+2+4ni/s=3 m/s.(2)5、C碰撞時(shí)8、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為Vbc92X6 rnBV=(mB+mc)VBc9 08cin/s=2 in/s設(shè)物塊A、3、C速度

12、相同時(shí)彈簧的彈性勢能最大為Ep,根據(jù)能量守恒Ep=； (niB+mc)VBC+j/t4P22(wa +ms+?c)C/=X(2+4)X22 J+1x2X62 Jj X(2+2+4)X32J=12 J.答案3 m/s (2)12 J.如圖所示，質(zhì)量為3,的木板靜止在光滑的水平面上，一個(gè)質(zhì)量為2,的 物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，靜止在木板上的A端，已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為. 現(xiàn)有一質(zhì)量為帆的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度。水平向右射入物塊并穿出，已知 子彈穿出物塊時(shí)的速度為T，子彈穿過物塊的時(shí)間極短，不計(jì)空氣阻力，重力加 速度為g.求：-1-3m(1)子彈穿出物塊時(shí)，物塊的速度大??；(2)子彈穿出物塊后，為了保證物塊不從木板的5端滑出，木板的長度至少多 大？解析(1)