学人教版选修35 16.4碰撞 作业（1）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-5 16.4碰撞 作业（1）1如图，a、b是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球，mb=3ma。b球静止，拉起a球，使细线与竖直方向偏角为30，由静止释放，在最低点a与b发生弹性碰撞。不计空气阻力，则关于碰后两小球的运动，下列说法正确的是( )a. a静止，b向右，且偏角小于30b. a向左，b向右，且偏角都等于30c. a向左，b向右，a偏角小于b偏角，且都小于30d. a向左，b向右，a偏角等于b偏角，且都小于302如图所示，光滑水平面上，甲、乙两个球分别以大小为v1=1m/s、v2=2m/s的速度做相向运动，碰撞后两球粘在一起以0.5 m/s的速度向左运动，则甲、乙两球的质量之比为 a. 1：1 b. 1：2 c. 1：3 d. 2：13如图所示，用细线挂一质量为m的木块，有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v（设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计），木块的速度大小为()a. (mv0 + mv) / m b. (mv0 - mv) / mc. (mv0 + mv) /( m+m) d. (mv0 - mv) /( m+m)4如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上。弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法错误的是a. 在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒b. 在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒c. 物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能ep=23mghd. 物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为2gh35a、b两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，ma=1kg，mb=2kg，va=6m/s,vb=2m/s。当a追上b并发生碰撞后，a、b两球速度的可能值是()a. va=2m/s，vb=4m/s b. va=5m/s，vb=2.5m/sc. va=4m/s，vb=7m/s d. va=7m/s，vb=1.5m/s6“打羽毛球”是一种常见的体育健身活动。当羽毛球以5m/s的水平速度飞来时，运动员迅速挥拍以10m/s的水平速度迎面击球，假设羽毛球和羽毛球拍的碰撞为弹性碰撞，且球拍的质量远大于球的质量，羽毛球反弹的速度大小为a. 25m/s b. 20m/sc. 15m/s d. 5m/s7在冰壶比赛中，红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，如图甲所示。碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v-t图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，已知两冰壶质量相等，由图象可得a. 碰撞后，蓝壶经过5s停止运动b. 碰撞后，蓝壶的瞬时速度为0.8m/sc. 红蓝两壶碰撞过程是弹性碰撞d. 红、蓝两壶碰后至停止运动过程中，所受摩擦力的冲量之比为1：28如图所示，质量相等的a、b两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，a球的速度是6m/s，b球的速度是2m/s，不久a、b两球发生了对心碰撞对于该碰撞之后的a、b两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（）a. va=3 m/s，vb=1m/s b. va=2 m/s，vb=2 m/sc. va=1 m/s，vb=3 m/s d. va=1 m/s，vb=7 m/s9如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止，此后()a. a、b两车运动速率相等b. vb =0c. 三辆车的速率关系vc vb vad. a、c两车运动方向相反10如图所示，质量均为m的a、b两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，a球紧靠竖直墙壁今用水平力f将b球向左推压弹簧，平衡后，弹性势能为ep，突然将f撤去，以下说法正确的是() a. 撤去f的瞬间，b球的速度为零，加速度为零b. b球的速度为零，加速度大小为fmc. 在a离开墙壁后，a、b两球为系统动量守恒，机械能守恒d. 在a离开墙壁后，弹簧弹性势能的最大值为ep/211某工厂在竖直平面内安装了如图所示的传送装置，圆心为o的光滑圆弧轨道ab与足够长倾斜传送带bc在b处相切且平滑连接，oa连线水平、ob连线与竖直线的夹角为37，圆弧的半径为r=1.0m，在某次调试中传送带以速度v =2m/s顺时针转动，现将质量为m1=3kg的物块p（可视为质点）从a点位置静止释放，经圆弧轨道冲上传送带，当物块p刚好到达b点时，在c点附近某一位置轻轻地释放一个质量为m2=1kg的物块q在传送带上，经时间t=1.2s后与物块p相遇并发生碰撞，碰撞后粘合在一起成为粘合体s。已知物块p、q、粘合体s与传送带间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。试求：（1）物块p在b点的速度大小；（2）传送带bc两端距离的最小值；（3）粘合体回到圆弧轨道上b点时对轨道的压力。12如图所示，质量相等的物块a和足够长的木板b，质量为m1=m2=1kgm1=m2=1kg，通过一劲度系数k=25n/mk=25n/m的轻质弹簧连接。b与水平面间接触面的动摩擦因数=0.25=0.25，a、b间接触面光滑，弹簧开始时处于原长。现在物块a上施加一个水平向右的恒力f=5n，使物块a向右滑动，物块运动过程中弹簧始终处在弹性限度内。已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取10m/s210m/s2，弹簧弹性势能可表示为ep=12kx2 ,ep=12kx2，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量。求：（1）物块a刚开始滑动时加速度大小a；（2）木板b刚开始滑动时弹簧的伸长量x0和物块a的速度大小v0；（3）弹簧第一次拉伸到最长时弹簧的伸长量x.13如图所示，在光滑的水平面上有一质量为mc=1kg的足够长的木板c，在c上放置有a、b两物体，a的质量ma=1kg，8的质量为mb=2 kg。a、b之间锁定一被压缩了的轻弹簧，弹簧储存的弹性势能ep=3j，现突然给a、b一瞬时冲量作用，使a、b同时获得v0=2m/s的初速度，与此同时弹簧由于受到扰动而解除锁定，并在极短的时间内恢复原长，之后与a、b分离（此过程中c仍保持静止)。已知a和c之间的摩擦因数为1=0.2，b、c之间的动摩擦因数为2=0.1，且滑动摩擦力略小于最大静摩擦。求：（1）弹簧与a、b分离的瞬间，a、b的速度分别是多大?（2）已知在c第一次碰到右边的固定挡板之前，a、b和c已经达到了共同速度，求共同速度v和达到共速之前a、b、c的加速度aa、ab、ac。的大小?（3）已知c与挡板的碰撞无机械能损失，求在第一次碰撞后到第二次碰撞前a在c上滑行的距离?14如图所示，水平台面ab与固定斜面cd的顶点c的高度差h=0.45m，a点与台面边缘b间的距离s=2m，斜面cd的长度l=1.04m、倾角=37.质量m=0.2kg的滑块甲在水平恒力的作用下从a点由静止开始向右运动，在其运动到b点前瞬间，撤去该水平恒力，滑块甲与放置在b点的完全相同的滑块乙碰撞后粘在一起飞出台面，并恰好以平行于斜面cd的速度从c点滑上斜面，然后沿固定斜面cd下滑，已知两滑块与台面及斜面间的动摩擦因数均为=0.5，空气阻力不计，两滑块均可视为质点，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，求：（1）两滑块从b点飞出时的速度大小vb；（2）该水平恒力的大小f；（3）两滑块从b点运动到斜面底端d所用的时间t。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1d【解析】a由静止释放，在最低点的速度设为v0，a与b发生弹性碰撞，碰后速度分别为v1，v2，则： ， 联立解得， v0； v0 ，由于v1=v2vavb，并且vc与va方向相反，故ac错误，bd正确；故选bd。10bd【解析】突然撤去f瞬间，弹簧弹力不变，a球受力情况不变，加速度为零，b球水平方向只受弹力，而f弹f，abfm；选项a错误，b正确；之后，b开始在弹力作用下向右运动，弹簧第一次恢复原长前，a球总受到向左的弹力，恢复原长后，变为拉伸状态，a才离开墙壁，离开墙壁后，ab系统所受外力为零，故动量守恒，a、b、弹簧组成的系统机械能守恒，故选项c错；弹簧恢复到原长时：ep=12mv02；当弹簧弹性势能最大时两者速度相等，则由动量守恒和系统机械能守恒可得：mv0=2mv；12mv02=122mv2+ep ，解得弹性势能最大是ep=ep/2，故选项d正确；故选bd。11(1) (2) (3) 【解析】（1）由a到b，对物块p由动能定理有： 可得物块p在b点的速度大小 （2）因vbv，物块p在传送带上减速，受到向下的摩擦力，由牛顿第二定律有 可得物块p的加速度大小a1=10m/s2 减速至v的时间 运动位移因x1l，摩擦力反向，又因，物块p继续向上减速，有可得物块p的加速度大小a2=2m/s2 减速至0的时间因t2=t-t1，说明物块p刚好减速到零时与物块q相遇发生碰撞 物块p第二段减速的位移大小 对物体q： 可得其加速度a3=2m/s2 下滑的位移 bc的最小距离l=x1+x2+x3=3.04m （3）碰撞前物体q的速度v2=a3t=2.4m/s 物体p和q碰撞： m2v2=(m1+m2)v3可得碰撞后速度v3=0.6m/s碰撞后粘合体以加速度a3向下加速运动，到圆弧上的b点的过程，有 可得粘合体在b点的速度v4=2.6m/s 在b点由牛顿第二定律有 可得轨道对粘合体的支持力f=59.04n由牛顿第三定律得：粘合体s对轨道的压力f=59.04n方向沿ob向下12(1)a=5m/s2 (2)v0=1m/s (3)x=2+210m0.34m【解析】（1）对物块a受力分析有：f=m1aa=5m/s2（2）对物块b受力分析，kx0=n，且n=m1+m2g，联立解得x0=0.2m；对物块a应用功能关系有：fx0=12m1v02+12kx02联立解得v0=1m/s；（3）设从物块b开始运动到弹簧第一次最长a位移为x1，物块b位移为x2，弹簧伸长量为x，弹簧最长时a、b速度相等，为v，则对a、b系统应用功能关系可得：fx1fx2=12m1v02+12kx02=12m1+m2v2+12kx2；对a、b组成的系统，受到恒力f和地面摩擦力的作用，合力为零，a、b系统动量守恒m1v0=m1+m2v；由长度关系x0+x1x2=x；联立解得x=2210m（舍去）和x=2+210m；故弹簧第一次拉伸最长时弹簧伸长量为x=2+210m=0.34m；13(1) va=0、vb=3m/s (2) aa=ab=ac=1m/s2 ， v=1.5m/s (3) 0.75m【解析】（1）在弹簧弹开两物体的过程中，由于作用时间极短，对ab弹簧组成的系统由动量和能量守恒定律可得：(ma+mb)v0=mava+mbvbep+12(ma+mb)v02=12mava2+12mbvb2联立解得：va=0、vb=3m/s （2）对物体b有：ab=2g=1m/s2 假设ac相对静止，有：2mbg=(ma+mc)a 解得：a=1m/s2因为：maa1mag假设成立故物体ac的共同加速度为a=1m/s2 对abc组成的系统，水平方向不受外力，由动量守恒定律可得：mbvb=(ma+mb+mc)v 解得：v=1.5m/s（3）c和挡板碰撞后，先向左匀减速运动，后向右匀加速运动，在向右加速过程中先c和a达到共同速度v，之后ac再以共同的加速度向右匀加速，b一直向右匀减速，最后三者达到共同速度做匀速运动。aa=1g=2m/s2;ab=2g=1m/s2 1mag+2mbg=mcac 解得：ac=4m/s2 v1=vaat=v+act解得：v1=0.5m/s、t=0.5s xa=v+v12t=0.5mxc=v+v12t=0.25m故ac间的相对运动距离为xac=xa+xc=0.75m 14（1）vb=4m/s （2）f=4.2n （3）t=0.5s。【解析】（1）两情块从b点飞出后做平抛运动，设其到达c点时竖直方向的速度大小为vy，有，vy2=2gh又：vb=vytan 解得：vb=4m/s （2）设滑块甲与滑块乙碰撞前瞬间的速度大小为v，由动量守恒定律有；mv=2mvx设滑块甲在台面上运动的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有，f-mg=ma1 由匀变速直线运动的规律有