新教材鲁科版高中物理选择性必修第一册课时练习1.4弹性碰撞与非弹性碰撞

1、课时练习（三）弹性碰撞与非弹性碰撞4组基础巩固练（建议用时：25分钟）0考点一碰撞过程的特点1 .如图所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体 的速度大小分别为3m/s和lm/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均 为2m/s,则甲、乙两物体质量之比为（）A. 2 ： 3B. 2 ： 5C. 3 ： 5D. 5 ： 3C 选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有机中5一机 乙02=，匕02,代入数据，可得帆T：切匕=3： 5,选项C正确.24、8两物体发生正碰，碰撞前后物体4、5都在同一直线上运动，其位移 一时间图像如图所示.由图可知，物体A、8的质量

2、之比为（）C. 1 ： 3D. 3 ： 1C 由题图知：碰前七=4m/s,诙=。.碰后办=05=1 m/s,由动量守恒可 知解得3=3叫i故选项C正确.3.如图所示，光滑水平面上尸物体与一个连着弹簧的。物体正碰，正碰后P 物体静止，。物体以尸物体碰前的速度。离开.已知P与。质量相等，弹簧质量 忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列说法正确的是（）pQA. P的速度恰好为零B. P与。具有相同的速度c.。刚开始运动D.。的速度等于oB P物体接触弹簧后，在弹簧弹力的作用下，P做减速运动，0做加速运动, P、。间的距离减小，当尸、。两物体速度相等时，弹簧被压缩到最短，所以B正 确，A、C错误；由

3、于作用过程中动量守恒，设速度相等时速度为则切 十川W,所以弹黄被压缩至最短时，P、。的速度/=,故D错误.。考点二 碰撞的判断和常见碰撞模型4-9.（多选）质量为小的小球A,沿光滑水平面以速度。与质量为21的静止小 球5发生正碰，碰撞后，小球A的动能变为原来的看那么小球8的速度可能是A.针o B.AB 要注意的是，两球的碰撞不一定是弹性碰撞，A球碰后动能变为原来的 下 则其速度大小仅为原来的手两球在光滑水平面上正碰，碰后A球的运动有两种 可能，继续沿原方向运动或被反弹.当以A球原来的速度方向为正方向时，则。二=4o,根据两球碰撞前、后的总动量守恒，有/wro+O=/wX2mvfB9mvo+O=

4、mX+ 2?0 Bt解得比.（多选）在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知 甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是（）A.甲球停下，乙球反向运动B.甲球反向运动，乙球停下C.甲、乙两球都反向运动D.甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等AC 由户2=2mEk知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为 甲球的初动量的方向，可以判断A、C项正确.质量为。=1 kg, mb=2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前 后两球的位移一时间图像如图所示，则可知碰撞属于（）A.弹性碰撞.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.条件不足，不能判断A 由xf图像知，碰撞前4=

5、3m/s,力=0,碰撞后。J= lm/s,办=2 119119m/s,碰撞前动能为.如德+5加黄=$ J,碰撞后动能为5m血/+即照办2=5 J,故 动能守恒，碰撞前动量inaVa+rnbVb = 3 kgin/s,碰撞后动量而。/+加疯/=3 kg-nVs,故动量守恒，所以碰撞属于弹性碰撞.7.（多选）质量为M的物块以速度。运动，与质量为利的静止物块发生正碰, 碰撞后二者的动量正好相等.二者质量之比葛可能为（）A. 2B. 3C. 4D. 5AB 设碰撞后两物块的动量都为p,则系统的总动量为切.根据p2=2/Ek可 得碰撞前的总动能为&1= 等，碰撞后的总动能为Ek2=惠+易.根据碰撞前后

6、的动能关系可得招云您+4， 所以在3故选项A、B正确.。考点三 碰撞综合应用.质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和;圆弧的轨道均 光滑，如图所示，一个质量为利的小球以速度。水平冲上小车，当小球返回左端 脱离小车时，下列说法错误的是（）A.小球一定沿水平方向向左做平抛运动B.小球可能沿水平方向向左做平抛运动C.小球可能沿水平方向向右做平抛运动D.小球可能做自由落体运动A 小球水平冲上小车，又返回左端，到离开小车的整个过程中，系统水平 方向动量守恒，机械能守恒，相当于小球与小车发生弹性碰撞的过程，如果帆VW, 小球离开小车向左做平抛运动，如果小球离开小车做自由落体运动，如 果桃,M,

7、小球离开小车向右做平抛运动，所以A错误，B、C、D正确.如图所示，一个质量为帆的物块A与另一个质量为1m的静止的物块B 发生正碰，碰后8物块刚好能落入正前方的沙坑中.假如碰撞过程中无机械能损 失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5 m,g取10 in/s2. 物块可视为质点.则A碰撞前瞬间的速度为（）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做匀减速运动，由动能定理得一427gx=O代入数 据得。=lm/s, A与8碰撞的过程中A与8组成的系统动量守恒，选取水平向右 为正方向，则

8、有mvo=mv+2mv9由于没有机械能的损失，则有妻。4=2加济+2mv29联立解得0o=L5 in/s,选项C正确.B组素养提升练（建议用时：15分钟）.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p甲=5 kg-nVs, p乙=7 kg in/s,甲追上乙并发生碰撞，碰撞后乙球的动量变为乙=10 kg-m/s,则两球质量m甲与ni乙的关系可能是（）A. m乙甲Bm乙=2,”甲C. m 乙=4i 甲D. m 乙=6/71 甲C 设碰撞后甲球的动量为p7,由动量守恒定律有P 甲+ C=p+pfG代入数据得p、=2kgm/sf a , - 445kgni/s 7 kg-in/s -7

9、甲 追上 乙应有一今 ,得m乙三/ r/1 f/ 乙碰后P%、P乙均大于零，表明甲、乙两球同向运动，应有。乙2。，即念 解得m乙W5/w甲碰撞过程中，动能不会增加，则根据Ek=会有解+应产+理2?甲 2m2”1甲 2m c解得tn匕2岁甲综上可得利甲与m乙的关系为1rW?乙W5？ r,故选项C正确.用一个半球形容器和三个小球可以进行碰撞实验.已知容器内侧面光滑， 半径为凡三个质量分别为帆1、帆2、13的小球1、2、3,半径相同且可视为质点， 自左向右依次静置于容器底部的同一直线上且彼此相互接触,若将小球1移至左 侧离容器底高人=也?）处由静止释放，如图所示.各小球间的碰撞时间极短且碰 撞时无机

10、械能损失.小球1与2、2与3碰后，球1停在O点正下方，球2上升的 最大高度为），球3恰能滑出容器，则三个小球的质量之比为（）C. 4 ： 4 ： 1D. 3 ： 2 ： 1B 碰撞前对球1的下滑过程，由机械能守恒定律得利济，对于碰 撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得1。1=12。2+加303,由机械能守恒 定律得加=12避+%?3泊，碰撞后，对球2,根据机械能守恒定律有帆2g京=产2况 对球3,根据机械能守恒定律有itiigR=m3V3t联立解得mi : mi :3 ： 3 ： 1,选项B正确.两物块A、5用轻弹簧相连，质量均为2 kg,初始时弹簧处于原长，A、B 两物块都以。=6 in

11、/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg的物块C静止在 前方，如图所示.5与C碰撞后二者会粘在一起运动，则在以后的运动中：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块4的速度为多大？(2)系统中弹性势能的最大值是多少？解析(1)当A、8、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.由A、5、C 三者组成的系统动量守恒有(niA +niR)v = (niA+/wc)- Vabc解得Vabc=(2+2) X 62+2+4ni/s=3 m/s.(2)5、C碰撞时8、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为Vbc92X6 rnBV=(mB+mc)VBc9 08cin/s=2 in/s设物块A、3、C速度

12、相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,根据能量守恒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.如图所示，质量为3,的木板静止在光滑的水平面上，一个质量为2,的 物块(可视为质点)，静止在木板上的A端，已知物块与木板间的动摩擦因数为. 现有一质量为帆的子弹(可视为质点)以初速度。水平向右射入物块并穿出，已知 子弹穿出物块时的速度为T，子弹穿过物块的时间极短，不计空气阻力，重力加 速度为g.求：-1-3m(1)子弹穿出物块时，物块的速度大小；(2)子弹穿出物块后，为了保证物块不从木板的5端滑出，木板的长度至少多 大？解析(1)