高中物理 碰撞课时训练5（含解析）新人教版选修35.doc

课时训练5碰撞一、非标准1.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粒子加速后,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粒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.动能答案:c解析:尽可能减少碰后粒子的动能,才能尽可能增大内能,所以设法使这两个重粒子在碰撞前的瞬间合动量为零,即具有相同大小的动量。2.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3 000 kg向北行驶的卡车,碰后两辆车接在一起,并向南滑行了一小段距离后停下,根据测速仪的测定,长途客车碰前以20 m/s的速率行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率()a.小于10 m/sb.大于20 m/s,小于30 m/sc.大于10 m/s,小于20 m/sd.大于30 m/s,小于40 m/s答案:a解析:两车相撞后向南滑行,说明系统总动量向南,则客车的初动量大于货车的初动量,亦即1 50020 kgm/s3 000 kgv,所以货车速度v10 m/s。3.(2013江苏单科)水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的()a.30%b.50%c.70%d.90%答案:a解析:由题图可以判断,碰撞前白球、碰撞后白球与灰球均做匀速直线运动,碰后两球速度大小相等,设为v,碰前白球的速度约为碰后速度的1.7倍,即1.7v,碰前系统的动能ek1=m(1.7v)2,碰后系统的动能ek2=2mv2,则系统损失的动能占碰前动能的31%,选项a正确。4.(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,且动能仍相等答案:ac解析:由p2=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正确。5.(多选)如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是()a.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等b.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等c.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同d.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置答案:ad解析:由于两球发生弹性碰撞,故系统动量、机械能均守恒,则:mv=3mvb+mva,mv2=3m,由两式联立解得va=-v,vb=v,故选项a正确;由前面求得速度可知第一次碰后pa=-mv,pb=mv,故选项b错误;由于第一次碰后,|va|=|vb|,根据机械能守恒可知两球可到达相同高度即摆角相同,选项c错误;因两球摆长相同,根据t=2知,两球同时到达各自平衡位置发生第二次碰撞,选项d正确。6.(多选)质量为m0、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为,初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为()a.mv2b.c.nmgld.nmgl答案:bd解析:设系统损失的动能为e,根据题意可知,整个过程中小物块和箱子构成的系统满足动量守恒和能量守恒,则有mv=(m0+m)vt(式)、mv2=(m0+m)+e(式),由联立解得e=v2,可知选项a错误,b正确;又由于小物块与箱子壁碰撞为弹性碰撞,则损耗的能量全部用于摩擦生热,即e=nmgl,选项c错误,d正确。7.在光滑的水平面上,质量为m1的小球a以速率v0向右运动。在小球的前方o点处有一质量为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,pq=1.5po。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。答案:2解析:从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球a和b的速度大小保持不变,根据它们通过的路程,可知小球b和小球a在碰撞后的速度大小之比为41两球碰撞过程有:m1v0=m1v1+m2v2m1m1m2解得:=2。8.如图所示,光滑水平面上有一长木板,长木板的上表面也是水平光滑的,右端用细绳拴在墙上,左端上部固定一轻质弹簧。质量为m的铁球以某一初速度v0在木板的上表面上向左匀速运动。铁球与弹簧刚接触时绳子绷紧,小球的速度仍与初速度相同,弹簧被压缩后,铁球的速度逐渐减小,当速度减小到初速度的一半时,弹簧的弹性势能为e,此时细绳恰好被拉断(不考虑这一过程中的能量损失),此后木板开始向左运动。(1)铁球开始运动时的初速度是多少?(2)若木板的质量为m,木板开始运动后弹簧的弹性势能最大是多少?(3)为使木板获得的动能最大,木板的质量应为多大?答案:(1)(2)e(3)解析:(1)铁球的动能改变量等于弹簧的弹性势能m(v0)2=e,解得v0=。(2)绳子断后,铁球和长木