高中物理 第一章 动量守恒研究 第3节 科学探究-维弹性碰撞自我小测 鲁科版选修3-5.doc

科学探究-维弹性碰撞1.如图所示，在水平光滑的桌面上横放着一个圆筒，筒底固定着一个轻质弹簧，今有一小球沿水平方向正对弹簧射入筒内压缩弹簧，尔后又被弹出，取圆筒、弹簧、小球为系统，则系统在这一过程中()a.动量守恒，动能守恒b.动量守恒，机械能守恒c.动量不守恒，动能守恒d.动量不守恒，机械能守恒2.在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是()a.若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开b.若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行c.若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开d.若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行3.质量为2 m的b球，静止放于光滑水平面上，另一质量为m的a球以速度v与b球正碰，若碰撞没有能量损失，则碰后a球的速度为()a.v/3b.v/3c.2v/3d.2v/34.如图所示，光滑水平面上有大小相同的a、b两球在同一直线上运动。两球质量关系为mb2ma，规定向右为正方向，a、b两球的动量大小均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后a球的动量增量为4 kgm/s，则()a.左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25b.左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110c.右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25d.右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为1105.如图所示，p物体与一个连着弹簧的q物体正碰，碰后p物体静止，q物体以p物体碰前的速度v离开，已知p与q质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列结论中正确的是()a.p的速度恰好为零b.p与q具有相同速度c.q刚开始运动d.q的速度等于v6.如图所示，设车厢长度为l，质量为m，静止于光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体以速度v0向右运动，与车厢来回碰撞几次后(物体与车厢间摩擦不计)，静止于车厢中，这时车厢的速度为()a.v0,水平向右b.0c.mv0/(mm),水平向右d.mv0/m，水平向右7.如图所示，质量均为m的铝板a和铁板b分别放在光滑水平地面上。质量为m(mm)的同一木块c，先后以相同的初速度v0从左端滑上a和b，最终c相对于a和b都保持相对静止。在这两种情况下()a.c的最终速度相同b.c相对于a和b滑行的距离相同c.a和b相对地面滑动的距离相同d.两种情况下产生的热量相等8.质量为m和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列说法可能发生的是()a.m、m0、m速度均发生变化，分别为v1、v2、v3,而且满足(mm0)vmv1mv2m0v3b.m0的速度不变，m和m的速度变为v1和v2,而且满足mvmv1mv2c.m0的速度不变，m、m的速度都变为v，且满足mv(mm)vd.m、m、m0速度均发生变化，m和m0速度都变为v1,m的速度变为v2,而且满足(mm0)v(mm0)v1mv29.物体a初动量大小是7.0 kgm/s，碰撞某物体后动量大小是4.0 kgm/s。那么物体碰撞过程动量的增量p的大小范围是_。10.如图所示，一轻质弹簧两端连着物体a和b，放在光滑的水平面上，物体a被水平速度为v0的子弹击中，子弹嵌在其中，已知a的质量是b的质量的，子弹的质量是b的质量的。a物体获得的最大速度是_。11.一个质量m15 kg的小球静止在光滑的水平面上，一质量m21 kg的物体以v012 m/s的速度射向m1并与之发生正碰，碰后m1以速度v14 m/s沿v0方向运动，求m2碰后速度及碰撞过程中的机械能损失。12.甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶，速率均为6 m/s，甲车上有质量m01 kg的小球若干个，甲和他的车及所带小球总质量为m150 kg，乙和他的车总质量为m230 kg。甲不断地将小球以16.5 m/s的对地水平速度抛向乙，并被乙接住，问甲至少要抛出多少个小球才能保证两车不相撞？(不考虑空气阻力)13.(2008江苏徐州第一次检测)a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的st图象如图所示，若a球的质量ma1 kg,则b球的质量mb等于多少？14.(2007宁夏高考)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被在q点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。参考答案1解析：以圆筒、弹簧、小球为系统，满足动量守恒、机械能守恒的条件。故b选项正确。答案：b2解析：本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题。光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前后两小球组成的系统总动量守恒。a项，碰撞前两球总动量为零，碰撞后也为零，动量守恒，所以a项是可能的。b项，若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前为零，所以b项不可能。c项，碰撞前后系统的总动量的方向不同，所以动量不守恒，c项不可能。d项，碰撞前总动量不为零，碰后也不为零，方向可能相同，所以，d项是可能的。答案：ad3解析：a、b碰撞过程，动量守恒，依动量守恒定律得mavmavambvb,碰撞中机械能守恒：，由式解得,故选项b正确。答案：b4解析：由质量关系、动量关系、动量增量关系判断球的位置。由mb2ma、pbpa知：va2vb。对两球发生碰撞的情况进行讨论：a球在左方，都向右运动。由动量守恒定律得：,即,故。a球在左方，且a向右运动，b向左运动，由题意知pa2 kgm/s,pb2 kgm/s,a、b两球碰后继续相向运动是不可能的。b球在左方，a球在右方，则此种情况下pa0。由以上分析知，只有一种情况成立。答案：a5解析：p物体接触弹簧后，在弹簧弹力的作用下，p做减速运动，q做加速运动，p、q间的距离减小，当p、q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。由于作用过程中动量守恒，设速度相等时速度为v，则mv(mm)v，所以弹簧被压缩至最短时，p、q的速度,故d错误。答案：b6解析：物体与车组成的系统，由动量守恒定律，得mv0(mm)v,解得,选项c正确。本题比较典型，物体间的作用过程可能非常复杂，但只要系统不受外力或所受合外力为零，则其动量守恒，初末状态动量相等。答案：c7解析：根据动量守恒定律：mv0(mm)v1,可知c的最终速度是相同的，a选项正确。由能量守恒定律可得：两种情况下产生的热量相等，都等于系统损失的机械能，d选项正确。由于a、b表面的摩擦力不同，根据动能定理可得：a和b相对地面滑动的距离以及c相对于a和b滑行的距离不相同，故b、c选项不正确。答案：ad8解析：因为碰撞时间极短，所以m0的速度应该不发生变化，a错，d错。碰后m与m的速度可能相同也可能不同，b对，c对。答案：bc9解析：选初动量的方向为正方向，则末动量有两种可能，即4.0 kgm/s或4.0 kgm/s。故动量的增量p的大小范围是3 kgm/sp11 kgm/s。答案：3 kgm/sp11 kgm/s10解析：对子弹进入a中的过程，由动量守恒定律得：mv0(mma)va,。答案： 11解析：两个小球的碰撞过程符合动量守恒。以小球2的初速度方向为正方向，有m2v0m1v1m2v21 kg12 m/s5 kg4 m/s1 kgv2所以v28 m/s碰撞过程中损失的机械能为：答案：8 m/s012解析:设至少要抛出n个小球才能保证两车不相撞,以甲车和抛出的n个小球为系统,在整个抛出过程中动量守恒,则m1vnm0v0(m1nm0)v甲式中v6 m/s,v016.5 m/s,v甲为抛出n个小球后甲车的速度,以乙车和抛来的n个小球为系统,在整个接球过程中动量守恒,则nm0v0m2v(nm0m2)v2要使两车不相撞,则v甲v乙代入数据解得:n15。答案:15个13解析：从位移时间图象上可看出，碰前b的速度为0,a的速度v0s/t4 m/s，碰撞后，a的速度v11 m/s,b的速度v22 m