高中物理 16.4 碰撞精品练案（含解析） 新人教版选修35.doc

第十六章 动量守恒定律164 碰撞 【自主预习】1.如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做_。2如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做_。3一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在_，碰撞之后两球的速度_会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫_碰撞。4一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会_原来两球心的连线。这种碰撞称为_碰撞。5微观粒子相互接近时并不发生直接接触，因此微观粒子的碰撞又叫做_。6. 弹性碰撞和非弹性碰撞从能量是否变化的角度，碰撞可分为两类：(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒。(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒。说明：碰撞后，若两物体以相同的速度运动，此时损失的机械能最大。7.弹性碰撞的规律质量为m1的物体，以速度v1与原来静止的物体m2发生完全弹性碰撞，设碰撞后它们的速度分别为v1和v2，碰撞前后的速度方向均在同一直线上。由动量守恒定律得m1v1m1v1m2v2由机械能守恒定律得m1vm1vm2v联立两方程解得v1v1，v2v1。(2)推论若m1m2，则v10，v2v1，即质量相等的两物体发生弹性碰撞将交换速度。惠更斯早年的实验研究的就是这种情况。若m1m2，则v1v1，v22v1，即质量极大的物体与质量极小的静止物体发生弹性碰撞，前者速度不变，后者以前者速度的2倍被撞出去。若m1m2，则v1v1，v20，即质量极小的物体与质量极大的静止物体发生弹性碰撞，前者以原速度大小被反弹回去，后者仍静止。乒乓球落地反弹、台球碰到桌壁后反弹、篮球飞向篮板后弹回，都近似为这种情况。【典型例题】【例1】在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图1642所示。设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是()av1v2v3v0bv10，v2v3v0cv10，v2v3v0dv1v20，v3v0【例2】一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为m的盒子，如图1643所示。现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的vt图象呈周期性变化，如图1644所示。请据此求盒内物体的质量。【例3】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 kgm/s，p乙7 kgm/s，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为p乙10 kgm/s，则两球质量m甲、m乙的关系可能是()am乙m甲 bm乙2m甲cm乙4m甲 dm乙6m甲【例4】长度1m的轻绳下端挂着一质量为9.99kg的沙袋，一颗质量为10g的子弹以500m/s的速度水平射入沙袋，求在子弹射入沙袋后的瞬间，悬绳的拉力是多大？（设子弹与沙袋的接触时间很短，g取10m/s2）【课后练习】1、光滑水平面上的两个物体发生碰撞，下列情形可能成立的是 ( )a碰撞后系统的总动能比碰撞前小，但系统的总动量守恒b碰撞前后系统的总动量均为零，但系统的总动能守恒c碰撞前后系统的总动能均为零，但系统的总动量不为零d碰撞前后系统的总动量、总动能均守恒2、在光滑水平面上有a、b两小球。a球动量是10kgm/s，b球的动量是12kgm/s，在a球追上b球时发生正碰，碰撞后a球的动量变为8kgm/s，方向和原来相同，则ab两球的质量之比可能为 ( )a0.5 b0.6 c0.65 d0.753、两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，a球的动量是7kgm/s，b球的动量是5kgm/s，a球追上b球时发生碰撞，则碰撞后a、b两球的动量可能值是 ( )apa=6kgm/s，pb=6kgm/s bpa=3kgm/s，pb=9kgm/s cpa=2kgm/s，pb=14kgm/s dpa=5kgm/s，pb=15kgm/s4、在光滑水平面上相向运动的a、b两小球发生正碰后一起沿a原来的速度方向运动，这说明原来 ( )aa球的质量一定大于b球的质量 ba球的速度一定大于b球的速度ca球的动量一定大于b球的动量 da球的动能一定大于b球的动能5、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，它们发生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甲球、乙球都停下d甲球、乙球都反向运动6、在光滑水平面上，动能为e0、动量大小为p0的小球a与静止的小球b发生正碰，碰撞前后a球的运动方向与原来相反，将碰撞后a球的动能和动量大小分别记为e1、p1，b球的动能和动量大小分别记为e2、p2，则必有( )ae0e1 be0e2cp0p1 dp0p27、质量为m的小球a，在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球b发生正碰，碰撞后，a球的动能变为原来的1/9，则碰撞后b球的速度大小可能是( )a1/3v b2/3v c4/9v d8/9v8、在光滑水平面上有一质量为0.2kg的球以5m/s的速度向前运动，与质量为3kg的静止木块发生碰撞，设碰撞后木块的速度v24.2m/s，则 ( )a碰撞后球的速度v11.3m/sbv24.2m/s这一假设不合理，因而这种情况不可能发生cv24.2m/s这一假设是合理，碰撞后小球被弹回dv24.2m/s这一假设是可能发生的，但由于题目条件不足，因而碰后球的速度不能确定9三个相同的木块a、b、c从同一高度处自由下落，其中木块a刚开始下落的瞬间被水平飞来的子弹击中，木块b在下落到一定高度时，才被水平飞来的子弹击中，木块c未受到子弹打击。若子弹均留在木块中，则三木块下落的时间ta、tb、tc的关系是()atatbtbtcctatctb dtatbv乙，所以，即m乙1.4m甲；碰后p甲、p乙均大于零，表示仍同向运动，考虑实际情况，有v乙v甲，即，即m乙5m甲碰撞过程中，动能不可能增加，即，解得m乙m甲由以上结论得，m甲m乙5m甲，故c正确。课后练习答案：1.ad 2.bc 3.a 4.c 5.ad 6.acd 7.ab 8.b 9. 解析：木块c做自由落体运动，木块a被子弹击中做平抛运动，木块b在子弹击中瞬间竖直方向动量守恒mv(mm)v，即vv，木块b竖直方向速度减小，所以tatctb。答案：c10. 解析：p物体接触弹簧