【创新设计】高中物理 1.1 碰 撞规范训练 教科版选修35.doc

第一章 碰撞与动量守恒1碰撞(时间：60分钟)知识点基础中档稍难探究碰撞中的不变量1、23、4碰撞5、6、7、108、911综合提升12、1314知识点一探究碰撞中的不变量 1在教材“实验与探究”中的实验中，下列说法不正确的是()a悬挂两球的细绳长度要适当，且等长b由静止释放小球以便较准确计算小球碰前的速度c两小球必须都是刚性球，且质量相同d两小球碰后可以合在一起共同运动解析两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以选项a正确由于计算碰撞前速度时小球从静止释放，速度为零便于观察和操作，所以选项b正确本实验对小球的性质无要求，选项c错误两球正碰后，有各种运动情况，所以选项d正确答案c 2在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的动量变化实验中，若绳长l，球1、2分别由偏角和静止释放，则在最低点碰撞前的速度大小分别为_、_.若碰撞后向同一方向运动最大偏角分别为和，则碰撞后两球的瞬时速度大小分别为_、_.解析碰撞前和碰撞后两球运动时，各自满足机械能守恒，即mghmv2.碰撞前：球1：v1，球2：v2；碰撞后：球1：v1，球2：v2.答案 3如图1-1-5(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时力时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况如图1-1-5(b)所示，电源频率为50 hz，则碰撞前甲车速度大小为_m/s.碰撞后的共同速度大小为_m/s.图1-1-5解析由题图(b)知开始在0.02 s内位移大小约为1.2102m，故碰前速度v1 m/s0.6 m/s.碰后在0.02 s内位移大小约为0.8102 m，故碰后速度v2 m/s0.4 m/s.答案0.60.4 4如图1-1-6所示为气垫导轨上两个滑块a、b相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 hz.开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，已知滑块a、b的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，a、b离开弹簧后，a滑块做_运动，其速度大小为_m/s，本实验中得出的结论是_图1-1-6解析烧断细绳前：va0，vb0，所以有mavambvb0烧断细绳后：va0.09 m/s，vb0.06 m/s，规定向右为正方向，则有mavambvb0.2(0.09) kgm/s0.30.06 kgm/s0，则由以上计算可知：mavambvbmavambvb.答案匀速0.09细绳烧断前后滑块a、b的质量与速度乘积之和为不变量知识点二碰撞 5两个物体发生碰撞()a碰撞中一定产生了内能b碰撞过程中，组成系统的动能可能不变c碰撞过程中，系统的总动能可能增大d碰撞过程中，系统的总动能可能减小解析若两物体发生弹性碰撞，系统的总动能不变；若发生的是非弹性碰撞，系统的总动能会减小，但无论如何，总动能不会增加所以正确选项为b、d.答案bd 6碰撞现象的主要特点有()a物体相互作用时间短b物体相互作用前速度很大c物体相互作用后速度很大d物体间相互作用力远大于外力解析碰撞过程发生的作用时间很短，作用力很大，远大于物体受到的外力，与物体作用前及作用后的速度大小无关答案ad 7下列说法正确的是()a两小球正碰就是从正面碰撞b两小球斜碰就是从侧面碰撞c两小球正碰就是对心碰撞d两小球斜碰就是非对心碰撞解析两小球碰撞时的速度沿着球心连线方向，称为正碰，即对心碰撞；两小球碰前的相对速度不在球心连线上，称为斜碰，即非对心碰撞答案cd 8如图1-1-7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，下列的结论中正确的应是()图1-1-7ap的速度恰好为零bp与q具有相同速度cq刚开始运动dq的速度等于v解析 p物体压缩弹簧，使p做减速运动而q做加速运动，只要p物体的速度大于q物体的速度，弹簧会被继续压缩当两者速度相同时，弹簧被压缩至最短，所以选项b正确答案b 9在公路上甲、乙两车相撞，发生了一起车祸，甲车司机的前胸受伤，乙车司机的后背受伤，则这起车祸可能出现的情况是()两车同向运动，甲车在前，乙车在后，乙车撞上甲车两车同向运动，乙车在前，甲车在后，甲车撞上乙车乙车司机在前倒车，甲车在乙车的后面向乙车运动，撞上了乙车两车相向运动，来不及刹车，互相撞上了a b c d解析甲司机胸前受伤，说明车受到突然向后的力，车速突然减小；乙司机后背受伤，说明乙车速度突然增大，受到向前的力，即甲车从后面碰上乙车答案b10关于碰撞的说法，正确的是()a发生正碰的系统，总动能一定不变b发生正碰的系统，总动能可能减小c发生斜碰的系统，总动能一定减小d发生斜碰的系统，总动能可能不变解析无论是发生正碰还是斜碰，都有弹性碰撞和非弹性碰撞两种可能，故a、c选项错答案bd11如图1-1-8所示，两个小球a、b发生碰撞，在满足下列条件时能够发生正碰的是()图1-1-8a小球a静止，另一个小球b经过a球时刚好能擦到a球的边缘b小球a静止，另一个小球b沿着ab两球球心连线去碰a球c相碰时，相互作用力的方向沿着球心连线时d相碰时，相互作用力的方向与两球相碰之前的速度方向都在同一条直线上解析根据牛顿运动定律，如果力的方向与速度方向在同一条直线上，这个力只改变速度的大小，不能改变速度的方向；如果力的方向与速度的方向不在同一直线上，则速度的方向一定发生变化，所以b、d项正确；a项不能发生一维碰撞；在任何情况下相碰两球的作用力方向都沿着球心连线，因此满足c项条件不一定能发生一维碰撞故正确答案为b、d.答案bd12如图1-1-9甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的st图象已知m10.1 kg，m20.3 kg，由此可以判断：图1-1-9碰前m2静止，m1向右运动碰后m2和m1都向右运动碰撞过程中系统机械能守恒碰撞过程中系统损失了0.4 j 的机械能以上判断正确的是()a b c d解析由题乙图可以看出，碰前m1位移随时间均匀增加，m2位移不变，可知m2静止，m1向右运动，故是正确的；碰后一个位移增大，一个位移减小，说明运动方向不一致，即错误；由乙图可以计算出碰前m1的速度v14 m/s，碰后速度v12 m/s，碰前m2的速度v20，碰后速度v22 m/s，m20.3 kg，碰撞过程中系统损失的机械能ekm1vm1v12m2v220，因此是正确的，是错误的答案a13小球a、b的质量均为m，a球用轻绳吊起，b球静止放于水平地面上现将小球a拉起h高度由静止释放，如图1-1-10所示小球a摆到最低点与b球发生对心碰撞后粘在一起共同上摆不计两小球相互碰撞所用时间，忽略空气阻力作用，碰后两小球上升的最大高度为，则在两小球碰撞过程中，两小球的内能一共增加了多少？图1-1-10解析两球发生完全非弹性碰撞，动能损失转化为内能碰撞之前的动能等于a球原来的重力势能mgh，碰撞之后系统的动能等于a、b共同的动能即上升到最大高度处的重力势能，所以系统损失的动能为mgh.由能量守恒定律知系统损失的动能等于碰撞中两小球的内能增量，即两小球的内能一共增加了.答案14用气垫导轨研究碰撞中物理量的特点，碰撞前后两滑块可以看成匀速运动某次实验中，a、b两铝制滑块在一水平气垫导轨上相碰，用闪光照相每隔0.4 s的时间拍摄一次照片，每次拍摄闪光的延续时间很短，可以忽略不计，如图1-1-11所示已知a、b之间的质量关系是mb1.5ma.拍摄进行了4次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的3次是在碰撞之后，a原来处于静止状态，设a、b滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10105 cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准)，试根据闪光照片求：图1-1-11(1)a、b两滑块碰撞前后的速度大小各为多少？(2)根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后两个物体各自的质量与自己速度的乘积和是否为不变量解析由题图分析可知(1)碰撞后：vb m/s0.50 m/sva m/s0.75 m/s从发生碰撞到第二次拍摄照片，a运动的时间是t1 s0.2 s，由此可知：从拍摄第一次照片到发生碰撞的时间为t2(0.40.2) s0