高中物理 第16章 第4节 碰撞同步练习 新人教版选修35.doc

【成才之路】2016高中物理 第16章 第4节 碰撞同步练习 新人教版选修3-5基础夯实一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞。已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是()a弹性碰撞b非弹性碰撞c完全非弹性碰撞d条件不足，无法确定答案：a解析：由动量守恒3mvmv0mv，所以v2v碰前总动能：ek3mv2mv22mv2碰后总动能：ekmv22mv2，ekek，所以a对。2a、b两物体发生正碰，碰撞前后物体a、b都在同一直线上运动，其位移时间图象如图所示。由图可知，物体a、b的质量之比为()a11b12c13d31答案：c解析：由题图象知：碰前va4m/s，vb0。碰后vavb1m/s，由动量守恒可知mava0mavambvb，解得mb3ma，故选项c正确。3(日照市20142015学年高二下学期检测)一中子与一质量数为a(a1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()a.bc.d答案：a解析：设中子质量为m，则原子核质量为am，由mvmv1amv2，mv2mvamv，得v1v所以，a对。4如图所示，在光滑水平地面上有两个完全相同的小球a和b，它们的质量都为m。现b球静止，a球以速度v0与b球发生正碰，针对碰撞后的动能下列说法中正确的是()ab球动能的最大值是mvbb球动能的最大值是mvc系统动能的最小值是0d系统动能的最小值是mv答案：ad解析：当两球发生完全弹性碰撞时，a球静止，b球的动能最大，a正确，b错误；当两球相碰后共同运动时，损失的能量最多，系统动能最小，系统动能的最小值是mv，c、错d对。5(湖北黄冈中学20142015学年高二下学期期中)在光滑水平面上，动能为e0、动量为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为e1、p1，球2 的动能和动量的大小分别记为e2、p2，则必有()ae1e0bp1e0dp2p0答案：abd解析：两个钢球组成的系统在碰撞过程中动量守恒，设钢球1初动量的方向为正方向，又由动量守恒定律得：p0p2p1，可见p2p0，故选项d正确。单从动量方面分析，p1可以大于p0，若如此必有碰后系统的动能增加，但对于碰撞问题碰撞后系统的动能不可能大于碰前系统的动能，因此e1e2e0，必有e1e0，e2e0，显然选项a正确， 选项c错误。由动量的大小和动能的关系p，因为e1e0，得p1p0，选项b正确。二、非选择题6一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。现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的vt图象呈周期性变化，如图乙所示，据此可知盒内物体的质量是_。答案：m解析：设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律得：mv0mv3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明物体速度变为零，且碰撞是弹性碰撞，由机械能守恒有：mvmv2联立解得mm7(河北正定中学20142015学年高二下学期期中)细线下吊着一个质量为0.99kg的沙袋，构成一个单摆，摆长为0.9m，一颗质量为0.01kg的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大摆角是60，求子弹射入沙袋前的速度大小。答案：300m/s解析：子弹射入沙袋后，与沙袋一起从最低位置摆至最高位置的过程中，机械能守恒，设在最低位置时，子弹和沙袋的共同速度为v，则由机械能守恒定律可得：(mm0)v2(mm0)g(llcos)，设射入沙袋前子弹速度为v，射入后子弹和沙袋一起摆动的瞬间速度为v0，该过程中，系统动量守恒，选子弹的初速度方向为正，由动量守恒定律可得：mv0(mm0)v，代入数据解得：v0300m/s。8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a的前方o点有一质量为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q处的墙壁弹回后与小球a在p点相遇，pq1.5po，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m1/m2。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。设碰撞后小球a和b的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等。m1v0m1v1m2v2，m1vm1vm2v利用v2/v14，可解出2能力提升一、选择题(1题为单选题，24题为多选题)1(河北邢台一中20142015学年高二下学期检测)在光滑水平面上，有两个小球a、b沿同一直线同向运动(b在前)，已知碰前两球的动量分别为pa12kgm/s、pb13kgm/s，碰后它们动量的变化分别为pa、pb。下列数值可能正确的是()apa3kgm/s、pb3kgm/sbpa3kgm/s、pb3kgm/scpa24kgm/s、pb24kgm/sdpa24kgm/s、pb24kgm/s答案：a解析：由题，碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，a的动量不可能沿原方向增大，故碰后它们动量的变化分别为pa0，故b、d错误；根据碰撞过程动量守恒，如果pa3kgm/s、pb3kgm/s，所以碰后两球的动量分别为pa9kgm/s、pb16kgm/s，根据碰撞过程总动能不增加，故a正确。根据碰撞过程动量守恒定律，如果pa24kgm/s、pb24kgm/s，所以碰后两球的动量分别为pa12kgm/s、pb37kgm/s，可以看出，碰撞后a的动能不变，而b的动能增大，违反了能量守恒定律，故c错误，故选a。2(江西抚州市20142015学年高二下学期四校联考)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的a球与质量为2m静止的b球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，则碰后b球的速度大小可能是()a0.7vb0.6vc0.4vd0.2v答案：bc解析：以两球组成的系统为研究对象，以a球的初速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mvmva2mvb，由机械能守恒定律得：mv2mv2mv，解得：vav，vbv，负号表示碰撞后a球反向弹回，如果碰撞为完全非弹性碰撞，以a球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv(m2m)vb，解得：vbv，则碰撞后b球的速度范围是：vvbe2，所以两冰壶的碰撞为非弹性碰撞。6.(广东省实验中学20142015学年高二下学期期中)如图所示，质量为m的平板车p高为h，质量为m的小物块q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平地面上，一不可伸长的轻质细绳长为r，一端悬于q正上方高为r处，另一端系一质量为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成60角，由静止释放，小球到达最低点时与q的碰撞时间极短，且无机械能损失，已知q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，q与p之间的动摩擦因数为，已知质量mm41，重力加速度为g，求：(1)小物块q离开平板车时，二者速度各为多大？(2)平板车p的长度为多少？(3)小物块q落地时与小车的水平距离为多少？答案：(1)(2)(3)解析：(1)设小球与q碰前的速度为v0，小球下摆过程机械能守恒：mgr(1cos6