高中物理 16.4 碰撞分层达标训练 新人教版选修35(1).doc

2013版高中物理 16.4 碰撞分层达标训练 新人教版选修3-5【课堂训练】1.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2.质量为m的小球a以速度v0在光滑水平面上运动。与质量为2m的静止小球b发生对心碰撞，则碰撞后小球a的速度大小va和小球b的速度大小vb可能为( )3.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1104.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图象如图所示。下列关系正确的是( )a.mamb b.mambc.mamb d.mamb或mamb【课后巩固】1.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情景，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大小的( )a.速率 b.质量 c.动量 d.动能2.质量相等的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的三个球甲、乙、丙相碰(a与甲碰，b与乙碰，c与丙碰)，碰后a球继续沿原来方向运动；b球静止不动；c球被弹回沿与原运动方向的相反方向运动，这时甲、乙、丙三球中动量最大的是( )a.甲球 b.乙球c.丙球 d.因甲、乙、丙的质量未知，无法判断3.a球的质量是m，b球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。b在前，a在后，发生正碰后，a球仍沿原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率之比vavb为( )4.如图所示，b、c、d、e、f五个球并排放置在光滑的水平面上，b、c、d、e四球质量相等，而f球质量小于b球质量，a球的质量等于f球质量，a球以速度v0向b球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后( )a.五个小球静止，一个小球运动b.四个小球静止，两个小球运动c.三个小球静止，三个小球运动d.六个小球都运动5.如图所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的a、b两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧，由于被一根细绳拉着处于静止状态。当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是( )a.两滑块的动能之比ekaekb12b.两滑块的动量大小之比papb21c.两滑块的速度大小之比vavb21d.弹簧对两滑块做功之比wawb116.某人在一只静止的小船上练习打靶，已知船、人、枪(不包括子弹)及靶的总质量为m，枪内装有n颗子弹，每颗子弹的质量均为m，枪口到靶的距离为l，子弹水平射出枪口相对于地的速度为v，在发射后一颗子弹时，前一颗子弹已嵌入靶中，求发射完n颗子弹时，小船后退的距离为( )7.(2012山东高考)光滑水平轨道上有三个木块a、b、c，质量分别为ma=3m、mb=mc=m，开始时b、c均静止，a以初速度v0向右运动，a与b碰撞后分开，b又与c发生碰撞并粘在一起，此后a与b间的距离保持不变。求b与c碰撞前b的速度大小。8.一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为m的盒子，如图甲所示。现给盒一初速度v0，此后，盒子运动的v -t图象呈周期性变化，如图乙所示。请据此求盒内物体的质量。答案解析【课堂训练】1.【解析】选a、d。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，不遵守动量守恒定律，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。2.【解析】选a、c。两球发生对心碰撞，应满足动量守恒及能量不增加，且后面的物体不能与前面物体有二次碰撞，故d错误。根据动量守恒定律，四个选项都满足。但碰撞前总动能为而碰撞后b选项系统能量增加，b错误，故a、c正确。3.【解析】选a。由两球的动量都是6 kgm/s可知，运动方向都向右，且能够相碰，说明左方是质量小速度大的小球，故左方是a球。碰后a球的动量减少了4 kgm/s，即a球的动量为2 kgm/s，由动量守恒定律得b球的动量为10 kgm/s，又因mb=2ma，故可得其速度比为25，故选项a是正确的。4.【解题指南】利用v -t图象可分析两球的速度变化，进而根据动量守恒定律分析求解。【解析】选b。设a球碰b球前的速度大小为v0，则由图可知，碰后a、b两球的速度大小为v0/2，由动量守恒得：可推得：mb3ma，只有b项正确。【课后巩固】1.【解析】选c。根据能量转化与守恒知，只有碰后动能越小，内能才能越大，即碰后系统的总动量越小，动能就越小。所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有大小相同的动量，c项正确。2.【解析】选c。根据动量守恒定律，p1-p2，也就是说，若比较甲、乙、丙三球获得的动量大小，可以比较a、b、c三球的动量变化大小，pam(v-v)，pb0-mv，pcm(-v-v)，可以看出，c球的动量变化最大，因而丙球获得的动量最大。选项c正确。3.【解析】选d。设碰前a球的速率为v，根据题意，papb，即mv2mvb，得碰前碰后由动量守恒定律，有解得所以。选项d正确。4.【解析】选c。a球与b球相碰时，由于a球的质量小于b球的质量，a球弹回，b球获得速度与c球碰撞，由于发生的碰撞为弹性碰撞且质量相等，b球静止，c球获得速度。同理，c球与d球的碰撞，d球与e球的碰撞都是如此。e球获得速度后与f球的碰撞过程中，由于e球的质量大于f球的质量，所以e球、f球碰后都向前运动，所以碰撞之后，a、e、f三球运动，b、c、d三球静止。选项c正确。5.【解析】选a。在光滑水平面上，两滑块动量守恒，故动量大小之比papb11，故b错；由ek=p2/2m，两滑块的动能之比ekaekb12，故a对；由动量守恒0=2mva-mvb，故vavb12，故c错；由动能定理，弹簧对两滑块做功之比等于两滑块的动能之比ekaekb12，故d错。6.【解析】选c。设子弹射出后船的后退速度为v,后退距离为s1=vt。由已知子弹速度为v,子弹飞行距离为vt。则mv=m+(n-1)mvl=vt+vt从而射出n颗子弹后，船移动距离：。7.【解析】设a与b碰撞后，a的速度为va，b与c碰撞前b的速度为vb，b与c碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得:对a、b木块：mav0=mava+mbvb 对b、c木块：mbvb=(mb+mc)v 由a与b间的距离保持不变可知va=v 联立式，代入数据得 答案：8.【解析】设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律mv0mv 3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞 联立解得mm。答案：m【总结提升】求解碰撞问题的三种方法(1)解析法：碰撞过程，若从动量角度看，系统的动量守恒；若从能量角度分析，系统的动能在碰撞过程中不会增加；从物理过程考虑，题述的物理情景