高三物理总复习一轮课时作业 碰撞 新人教版.doc

新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业课时作业49碰撞时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1如图1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两球的的动量均为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()图1a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110解析：两物体的运动是同向追击(都向右运动)，只有后边的物体速度大于前边的物体才能发生碰撞，以此分析应该是a球在左方追击b球，发生碰撞，a球的动量减小4 kgm/s，其动量变为2 kgm/s，根据动量守恒b球动量增加4 kgm/s，其动量变为10 kgm/s，则 a、b两球的速度关系为25.答案：a2.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境，他们使两个带正电的不同重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同的大小的()a速率b质量c动量 d动能解析：尽量减小碰后粒子的动能，才能增大内能，所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的动量答案：c3.如图2所示，a、b两个木块用轻弹簧相连接，它们静止在光滑水平面上，a和b的质量分别是99m和100m，一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入木块a内没有穿出，则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为()图2a. b.c. d.解析：子弹打木块a，动量守恒，mv0100mv1200mv2，弹性势能的最大值ep100mv200mv.答案：a4如图3所示设车厢长为l，质量为m，静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞几次后，静止在车厢中，这时车厢的速度是()图3av0，水平向右b0c.，水平向右d.，水平向左答案：c5质量为m的小球a，在光滑的水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球b发生正碰，碰撞后a球的动能恰变为原来的，则b球的速度大小可能是()a.v0 b.v0c.v0 d.v0解析：依题意，碰后a的动能满足：mvmv得vav0，代入动量守恒定律得mv0mv02mvb，解得vbv0及vbv0答案：ab6质量相等的a、b两球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，a球的动量是7 kgm/s，b球的动量是5 kgm/s.当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()apa6 kgm/s，pb6 kgm/sbpa3 kgm/s，pb9 kgm/scpa2 kgm/s，pb14 kgm/sdpa4 kgm/s，pb17 kgm/s解析：从碰撞后动量守恒p1p2p1p2验证，a、b、c三种情况皆有可能；从碰撞前后总动能的变化看，总动能只有守恒或减少，由得知，只有a可能答案：a7质量为m的木块置于光滑水平面上，一质量为m的子弹以水平速度v0打入木块并停在木块中，如图4所示，此过程中木块向前运动位移为s，子弹打入木块深度为d，则下列判断正确的是()图4a木块对子弹做功mvb子弹对木块做功mvc子弹动能减少等于木块动能的增加d木块、子弹的机械能一定减少解析：设木块、子弹的共同速度为v，则mv0(mm)v木块对子弹做功w1mv2mv子弹对木块做功w2mv2解得w10w2mv，a、b错；由于系统克服摩擦阻力做功，机械能一定减少，所以c错，d对答案：d8如图5所示在质量为m的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，在此碰撞过程中，下列哪些情况是可能发生的()图5a小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(mm0)vmv1mv2m0v3b摆球的速度不变，小车和木块的速度变化为v1和v2，满足mvmv1mv2c摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v1，满足mv(mm)v1d小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(mm0)v(mm0)v1mv2解析：摆球未受到水平力作用，球的速度不变，可以判定a、d项错误，小车和木块碰撞过程，水平方向无外力作用，系统动量守恒，而题目对碰撞后小车与木块是分开还是连在一起，没有加以说明，所以两种情况都可能发生，即b、c选项正确答案：bc二、计算题(31236)9如图6所示，在光滑的水平面上放置一辆质量为m的小车，小车上有一个半径为r的光滑的弧形轨道，设有一个质量为m的小球，以v0的速度，方向水平向左沿圆弧轨道向上滑动，达到某一高度h后，又沿轨道下滑，试求h的大小及小球刚离开轨道时的速度图6解析：小球从进入轨道，到上升到最大高度时为过程的第一阶段，这一阶段类似完全非弹性碰撞，动能损失转化为重力势能(而不是热能)据此可列方程：mv0(mm)vmv(mm)v2mgh解得h.答案：h小球离开轨道时速度为010在绝缘水平面上放一个质量m2.0103 kg的带电滑块a，所带电荷量q1.0107 c在滑块a的左边l0.3 m处放置一个不带电的绝缘滑块b，质量m4.0103 kg，b与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态，弹簧原长s0.05 m如图7所示，在水平上方空间加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小为e4.0105 n/c，滑块a由静止释放后向左滑动并与滑块b发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两个滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内)，此时弹性势能e03.2103 j，两个滑块始终没有分开，两个滑块的体积大小不计，与平面间的动摩擦因数均为0.5，取g10 m/s2，求：图7(1)两个滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v.(2)两个滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s.解析：(1)设两个滑块碰前a的速度为v1，由动能定理有：qelmglmv解得：v13 m/s.a，b两个滑块碰撞，由于时间极短，动量守恒，设共同速度为v，由动量守恒定律可得，mv1(mm)v解得：v1.0 m/s.(2)碰后a，b一起压缩弹簧到最短，设弹簧压缩量为x1，由动能定理有：qex1(mm)gx1e00(mm)v2解得：x10.02 m.设反弹后a，b滑行了x2距离后速度减为0，由动能定理得：e0qex2(mm)gx20解得：x20.05 m.以后，因为qe(mm)g，滑行还会向左运动，但弹开的距离将逐渐变小，所以最大距离为：sx2sx10.05 m0.05 m0.02 m0.08 m.答案：(1)1.0 m/s(2)0.08 m11质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图8所示，一个物块从钢板正上方距离为3x0的a处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动，已知物块质量也为m时，它们恰能回到o点，若物块质量为2m，仍从a处自由落下，则物块与钢板回到o点时，还具有向上的速度，求物块向上运动到最高点距o点的距离图8解析：物块与钢板碰撞时的速度由机械能守恒或自由落体公式可求得v0设v1表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起向下运动的速度，因碰撞时间极短，系统所受外力远小于相互作用的内力，符合动量守恒，故mv02mv1设刚碰完时弹簧的弹性势能为ep，当它们一起回到o点时弹簧无形变，弹性势能为0，根据题意，由机械能守恒定律得，ep(2m)v2mgx0设v2表示质量为2m的物块与钢板碰后开始一起向下运动的速度，由动量守恒，则有2mv03mv2设刚碰完时弹性势能为ep，它们回到o点时，弹性势能为0，但它们仍继续向上运动，设此时速度为v，则由机械能守恒定律得ep(3m)v3mgx0(3m)v2在上述两种情况下，弹簧的初始压缩量都是x0，故有epep解得v.当质量为2m的物块与钢板一