【同步】高中物理魯科版(2019)選擇性必修1：第1章第4節(jié)彈性碰撞與非彈性碰撞分層作業(yè)課件

第1章第4節(jié)彈性碰撞與非彈性碰撞12345678910111213A級必備知識基礎練1.現(xiàn)有甲、乙兩滑塊,質量分別為3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向運動,發(fā)生了碰撞。已知碰撞后,甲滑塊靜止不動,那么這次碰撞是(

)A.彈性碰撞 B.非彈性碰撞C.完全非彈性碰撞 D.條件不足,無法確定A123456789101112132.A、B兩物體發(fā)生正碰,碰撞前后物體A、B都在同一直線上運動,其位移—時間圖像如圖所示。由圖可知,物體A、B的質量之比為(

)A.1∶1

B.1∶2 C.1∶3

D.3∶1C解析

由題圖知,碰前vA=4

m/s,vB=0。碰后vA'=vB'=1

m/s,由動量守恒可知mAvA+0=mAvA'+mBvB',解得mB=3mA。故選項C正確。123456789101112133.質量為m的小球A以水平速率v與靜止在光滑水平面上質量為3m的小球B正碰后,小球A的速率變?yōu)?則碰后B球的速度為(以A球原方向為正方向)(

)D12345678910111213123456789101112134.如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩個小球在同一直線上運動。兩球質量關系為mB=2mA,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動量均為8kg·m/s,運動過程中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動量增量為-4kg·m/s,則(

)A.右方為A球,碰撞后A、B兩球的速度大小之比為2∶3B.右方為A球,碰撞后A、B兩球的速度大小之比為1∶6C.左方為A球,碰撞后A、B兩球的速度大小之比為2∶3D.左方為A球,碰撞后A、B兩球的速度大小之比為1∶6C解析

A、B兩球發(fā)生碰撞,規(guī)定向右為正方向,由動量守恒定律可得ΔpA=ΔpB,由于碰后A球的動量增量為負值,所以右邊不可能是A球,如果右邊是A球則動量的增量應該是正值。因此碰撞后A球的動量為4

kg·m/s,所以碰撞后B球的動量是增加的,為12

kg·m/s,由于mB=2mA,所以碰后A、B兩球速度大小之比為2∶3,C正確。12345678910111213123456789101112135.(多選)如圖所示,用兩根長度都等于L的細繩,分別把質量相等、大小相同的a、b兩球懸于同一高度,靜止時兩球恰好相接觸。現(xiàn)把a球拉到細繩處于水平位置,然后無初速釋放,當a球擺動到最低位置與b球相碰后,b球可能升高的高度為(

)ABC解析

若a、b兩球發(fā)生彈性碰撞,易知b球上擺的高度可達L;若a、b兩球發(fā)生完全非彈性碰撞(即碰后兩球速度相同),則根據(jù)mv=2mv'和12345678910111213123456789101112136.質量相等的三個物塊在一光滑水平面上排成一直線,且彼此隔開了一定的距離,如圖所示。具有動能E0的第1個物塊向右運動,依次與其余兩個靜止物塊發(fā)生碰撞,最后這三個物塊粘在一起,這個整體的動能為

。

12345678910111213123456789101112137.在冰壺世錦賽上,中國隊運動員將質量為m的冰壺推出,冰壺運動一段時間后以0.4m/s的速度正碰靜止的瑞典隊冰壺,然后中國隊冰壺以0.1m/s的速度繼續(xù)向前滑向大本營中心。若兩冰壺質量相等。(1)求瑞典隊冰壺獲得的速度大小。(2)試判斷兩冰壺之間的碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞。12345678910111213解析

(1)由動量守恒定律知mv1=mv2+mv3將v1=0.4

m/s,v2=0.1

m/s代入上式得v3=0.3

m/s。因為E1>E2,所以兩冰壺間的碰撞為非彈性碰撞。答案

(1)0.3m/s

(2)非彈性碰撞123456789101112138.如圖所示,豎直平面內的

圓弧軌道下端與水平桌面相切,小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點?，F(xiàn)將A無初速度釋放,A與B碰撞后結合為一個整體,并沿桌面滑動。已知圓弧軌道光滑,半徑R=0.2m;A和B的質量相等;A和B整體與桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。重力加速度g取10m/s2。求:(1)碰撞前瞬間A的速率v;(2)碰撞后瞬間A和B整體的速率v';(3)A和B整體在桌面上滑動的距離l。

12345678910111213解析

(1)設滑塊的質量為m,根據(jù)機械能守恒定律mgR=mv2得碰撞前瞬間A的速率(2)A、B組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,以碰撞前瞬間A的速度方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律mv=2mv'得碰撞后瞬間A和B整體的速率v'=v=1

m/s。(3)根據(jù)動能定理

(2m)v'2=μ(2m)gl得A和B整體沿水平桌面滑動的距離l==0.25

m。答案

(1)2m/s

(2)1m/s

(3)0.25m12345678910111213B級關鍵能力提升練9.甲、乙兩鐵球質量分別是m1=1kg、m2=2kg,在光滑水平面上沿同一直線運動,速度分別是v1=6m/s、v2=2m/s。甲追上乙發(fā)生正碰后兩物體的速度有可能是(

)A.v1'=7m/s,v2'=1.5m/sB.v1'=2m/s,v2'=4m/sC.v1'=3.5m/s,v2'=3m/sD.v1'=4m/s,v2'=3m/sB解析

以甲的初速度方向為正方向,碰前的總動量p1=m1v1+m2v2=(1×6+2×2)

kg·m/s=10

kg·m/s,碰前的動能為故A項不符合題意;同理B項中動量守恒,機械能不增加,且碰后v2'>v1',不會發(fā)生二次碰撞,B項符合題意;C項中動量不守恒,不符合題意;D項中動量守恒,機械能不增加,但v1'>v2',會發(fā)生二次碰撞,故D項不符合題意。123456789101112131234567891011121310.(多選)(2023山東日照模擬)在光滑水平面上,輕質彈簧一端固定在墻上,如圖甲所示。物體A以速度v0向右運動壓縮彈簧,測得彈簧的最大壓縮量為x。現(xiàn)讓彈簧一端連接另一質量為m的物體B,如圖乙所示。物體A以3v0的速度向右壓縮彈簧,測得彈簧的最大壓縮量仍為x,下列判斷正確的是(

)A.圖乙所示的運動過程中,物體A和物體B組成的系統(tǒng)機械能守恒B.物體A的質量為8mC.彈簧壓縮量最大時物體B的速度為D.彈簧壓縮量最大時的彈性勢能為BC解析

圖乙所示的運動過程中,彈簧被壓縮,物體A、B的機械能一部分轉化為彈性勢能,物體A、B組成的系統(tǒng)機械能不守恒,故A錯誤;設物體A的質量為M,圖甲中物體A壓縮彈簧,最大壓縮量為x時,物體A的動能全部轉化為彈簧的彈性勢能,設為Ep,則有

,圖乙中物體A以3v0的速度向右壓縮彈簧過程中,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,當二者共速時,彈簧達到最大壓縮量x,取向右為正方向,由動量守恒定律有M·3v0=(M+m)v,水平面光滑,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,由機械能守恒定律有123456789101112131234567891011121311.(多選)如圖所示,大小相同的擺球a和b的質量分別為m和3m,擺長相同,并排懸掛,平衡時兩球剛好接觸。現(xiàn)將擺球a向左拉開一小角度后釋放。若兩球的碰撞是彈性的,下列判斷正確的是(

)A.第一次碰撞后的瞬間,兩球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬間,兩球的動量大小相等C.第一次碰撞后,兩球的最大擺角不相等D.第一次碰撞后,兩球的最大擺角相等AD123456789101112131234567891011121312.(2023天津高二模擬)在某爆炸實驗基地,把爆炸物以40m/s的速度斜向上發(fā)射。當爆炸物動能為發(fā)射時的四分之一時恰好到最高點,此時爆炸物炸裂成A、B兩塊,其中mA=0.2kg、mB=0.8kg。經測量發(fā)現(xiàn),A塊恰好以原軌跡落回,忽略空氣阻力及炸藥質量。(1)若爆炸時間持續(xù)0.005s,求爆炸過程A、B間的平均作用力大小;(2)求爆炸過程中增加的機械能。12345678910111213解析

(1)設爆炸物初速度為v0,在最高點速度為v,則有聯(lián)立解得v=20

m/s取爆炸物爆炸前運動方向為正方向,爆炸后裂成兩塊做平拋運動,A塊恰好以原軌跡落回,則爆炸后A的速度vA=-v=-20

m/s對物塊A,由動量定理得-Ft=mAvA-mAv解得F=1

600

N。12345678910111213(2)在最高點,爆炸過程中水平方向動量守恒,由動量守恒定律得(mA+mB)v=mAvA+mBvB解得vB=30

m/s則爆炸過程中增加的機械能解得ΔE=200

J。答案

(1)1600N

(2)200J1234567891011121313.如圖所示,三個質量相