2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章動量守恒定律分層作業(yè)7彈性碰撞和非彈性碰撞課件新人教版選擇性必修第一冊

第一章分層作業(yè)7彈性碰撞和非彈性碰撞1234567891011A組必備知識基礎(chǔ)練題組一

對碰撞問題的認(rèn)識和理解1.(2024河南新鄉(xiāng)高二月考)如圖所示,5個(gè)小球B、C、D、E、F并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E四個(gè)小球質(zhì)量相等,而F球質(zhì)量小于B球質(zhì)量,A球的質(zhì)量等于F球質(zhì)量,A球以速度v0向B球運(yùn)動,所發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞,則碰撞之后(

)A.5個(gè)小球靜止,1個(gè)小球運(yùn)動B.4個(gè)小球靜止,2個(gè)小球運(yùn)動C.3個(gè)小球靜止,3個(gè)小球運(yùn)動D.6個(gè)小球都運(yùn)動C1234567891011解析

由題知mA<mB,則A、B兩球相碰后A球向左運(yùn)動,B球向右運(yùn)動。B、C、D、E四個(gè)小球質(zhì)量相等,彈性碰撞后,不斷交換速度,最終E有向右的速度,B、C、D靜止。由于mE>mF,則E、F兩球都向右運(yùn)動。故C正確。12345678910112.(多選)(2024湖北咸寧高二月考)在光滑的水平面上,一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體A與另一物體B發(fā)生正碰,碰撞時(shí)間不計(jì),兩物體的位移隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示,以A物體碰前速度方向?yàn)檎较?下列說法正確的是(

)A.碰撞后A的動量為6kg·m/sB.碰撞后A的動量為2kg·m/sC.物體B的質(zhì)量為2kgD.碰撞過程中合外力對B的沖量為6N·sBD123456789101112345678910113.(2024山東臨沂高二月考)如圖所示,A、B是兩個(gè)用等長細(xì)線懸掛起來的大小可忽略不計(jì)的小球,A、B球的質(zhì)量分別為mA、mB且mB=5mA,B球靜止,拉起A球,使細(xì)線與豎直方向夾角為30°,由靜止釋放A球,在最低點(diǎn)A球與B球發(fā)生彈性碰撞。不計(jì)空氣阻力,則關(guān)于碰后兩小球的運(yùn)動,下列說法正確的是(

)A.A球靜止,B球向右,且偏角小于30°B.A球向左,B球向右,且偏角等于30°C.A球向左,B球向右,A球偏角大于B球偏角,且都小于30°D.A球向左,B球向右,A球偏角等于B球偏角,且都小于30°C1234567891011解析

設(shè)A球到達(dá)最低點(diǎn)的速度為v,在最低點(diǎn)A球與B球發(fā)生彈性碰撞后,A球的速度為vA,B球的速度為vB,取向右為正方向,由動量守恒定律可得12345678910114.(2024山東棗莊高二月考)如圖所示,光滑平臺上有兩個(gè)剛性小球A和B,質(zhì)量分別為2m和3m,小球A以速度v0向右運(yùn)動并與靜止的小球B發(fā)生碰撞(碰撞過程中不損失機(jī)械能),小球B飛出平臺后經(jīng)時(shí)間t剛好掉入裝有沙子向左運(yùn)動的小車中,小車與沙子的總質(zhì)量為m,速度為2v0,小車行駛的路面近似看作是光滑的,求:(1)碰撞后小球A和小球B的速度大小;(2)小球B掉入小車后的速度大小。1234567891011解析

(1)A球與B球碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒,以水平向右為正方向,由動量守恒定律得mAv0=mAv1+mBv2碰撞過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有1234567891011(2)B球掉入沙車過程中系統(tǒng)水平方向動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得mBv2-m車·2v0=(mB+m車)v'1234567891011題組二

碰撞的可能性判斷5.(多選)(2024山東濟(jì)寧高二月考)如圖所示,光滑的水平地面上,質(zhì)量為m的小球A正以速度v向右運(yùn)動,與前面大小相同、質(zhì)量為3m的靜止B球相碰,則碰后A、B兩球總動能可能為(

)AC123456789101112345678910116.(2024廣東中山高二月考)如圖所示,在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板,A球在水平面上靜止放置,B球向左運(yùn)動與A球發(fā)生正碰,B球碰撞前、后的速率之比為3∶1,A球垂直撞向擋板,碰后原速率返回。兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞,則A、B兩球的質(zhì)量之比為(

)A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1D1234567891011解析

設(shè)A、B兩球的質(zhì)量分別為mA、mB,B球的初速度為v0,取B球的初速度方向?yàn)檎较?由題意知,兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞,說明A、B兩球碰撞后速度大小相等,方向相反,分別為

,解得mA∶mB=4∶1,D正確。12345678910117.(多選)(2024廣東深圳高二月考)如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為2m、半徑為R(R足夠大)的

圓弧曲面C,質(zhì)量為m的小球B置于其底端,另一個(gè)小球A質(zhì)量為,小球A以v0=6m/s的速度向B運(yùn)動,并與B發(fā)生彈性碰撞,不計(jì)一切摩擦,小球均視為質(zhì)點(diǎn),則(

)A.B的最大速率為4m/sB.B運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)的速率為

m/sC.B能與A再次發(fā)生碰撞D.B不能與A再次發(fā)生碰撞AD12345678910111234567891011B組關(guān)鍵能力提升練8.(多選)(2024山西晉中高三模擬)如圖所示,半徑為R的四分之一圓弧與水平地面平滑連接,圓弧內(nèi)表面光滑。質(zhì)量為4m的物塊P(可看成質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道光滑與粗糙的連接處,P左側(cè)光滑,P右側(cè)粗糙。質(zhì)量為m的物塊Q(可看成質(zhì)點(diǎn))自圓弧頂端靜止釋放,已知P、Q與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,P、Q碰撞時(shí)間極短,為彈性碰撞,與圓弧連接的水平面有很長一段是光滑的,P停止之前Q不會與其發(fā)生再一次碰撞,重力加速度為g。則(

)AD1234567891011123456789101112345678910119.(多選)(2024江蘇蘇州模擬)如圖所示,兩個(gè)小球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動,球2在前,球1在后,兩球的質(zhì)量分別為m1=1kg、m2=3kg,初始時(shí)的速度分別為v01=6m/s、v02=3m/s,當(dāng)球1與球2發(fā)生碰撞后,兩球的速度分別為v1、v2,將碰撞后球1的動能和動量大小分別記為E1、p1,則v1、v2、E1、p1的可能值為(

)A.v1=1.75m/s,v2=3.75m/sB.v1=1.5m/s,v2=4.5m/sC.E1=9JD.p1=1kg·m/sAB1234567891011解析

兩球碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒,以兩球的初速度方向?yàn)檎较?如果兩球發(fā)生完全非彈性碰撞,碰后兩球的速度v1=v2=v,由動量守恒定律得m1v01+m2v02=(m1+m2)v,代入數(shù)據(jù)解得v=3.75

m/s,如果兩球發(fā)生彈性碰撞,由動量守恒定律得m1v01+m2v02=m1v1+m2v2,由機(jī)械能守恒定律得123456789101110.(2024廣東汕頭高二期末)如圖所示,ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道,AB段是半徑R=0.8m的

圓弧,B在圓心O的正下方,BC段水平,AB段與BC段平滑連接,球2、球3均放在BC軌道上,質(zhì)量m1=0.4kg的球1從A點(diǎn)由靜止釋放,球1進(jìn)入水平軌道后與球2發(fā)生彈性正碰,球2再與球3發(fā)生彈性正碰,g取10m/s2。(1)求球1到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小。(2)若球2的質(zhì)量m2=0.1kg,求球1與球2碰撞后球2的速度大小。(3)若球3的質(zhì)量m3=0.1kg,為使球3獲得最大的動能,球2的質(zhì)量應(yīng)為多少?1234567891011解析

(1)對球1從A運(yùn)動到B應(yīng)用動能定理在B點(diǎn)對球1應(yīng)用牛頓第二定律聯(lián)立解得v0=4

m/s、FN=12

N由牛頓第三定律知球1在B點(diǎn)對軌道的壓力大小FN'=FN=12

N。(2)球1、球2碰撞時(shí),根據(jù)動量守恒定律有m1v0=m1v1+m2v2由機(jī)械能守恒定律得1234567891011答案

(1)12N

(2)6.4m/s

(3)0.2kg1234567891011C組學(xué)科素養(yǎng)拔高練11.(2024山東聊城高二月考)汽車A在水平冰雪路面上行駛,駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B,立即采取制動措施,但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖所示,碰撞后B車向前滑動了4.5m,A車向前滑動了2.0m,已知A和B的質(zhì)量分別為2.0×103kg和1.5×103kg,兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0.10,兩車碰撞時(shí)間極短,在碰撞后車輪均沒有滾動,重力加速度g取10m/s2。求:(1)碰撞后的瞬間B車速度的大小;(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小。1234567891011解析

(1)設(shè)B車質(zhì)量為mB,碰后加速度大小為aB,根據(jù)牛頓第二定律有μmBg=mBaB式中μ是汽車與路面間的動摩擦因數(shù)設(shè)碰撞后瞬間B車速度的大小為vB',碰撞后滑行的距離為xB。由運(yùn)動學(xué)公式有vB'2=2aBxB聯(lián)立解得vB'=3.0

m/s。1234567891011