学人教版选修35 16.4碰撞 作业（4）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-5 16.4碰撞 作业（4）1在水平公路上，一辆装满货物的卡车以某一速度匀速行驶，由于司机疲劳驾驶，与一辆停在公路上的轿车相撞，撞击时卡车上有部分货物飞出，撞击后两车共同滑行了距离s后停下。则（ ）a. 撞击过程可应用动量守恒b. 撞击过程可应用机械能守恒c. 飞出的货物质量越大，滑行距离s越大d. 飞出的货物质量越大，滑行距离s越小2两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞，碰撞前后两者的位置x随时间t变化的图象如图所示，已知a的质量为80g，则下列判断正确的是a. 碰撞前滑块a、b的运动方向相同b. 碰撞后滑块b的速度大小是0.75m/sc. 滑块的质量为100gd. 碰撞前后滑块a、b组成的系统损失的动能为1.4j3质量为m的1/4圆弧槽a静止在光滑的水平面上，质量为m的小球b以速度v0水平向右冲上槽的表面，升至最高后又从槽上滑下，此过程中（ ）a. 小球b和槽a分离时的速度方向可能向右b. 小球b和槽a分离时的速度可能为零c. 小球b上升的最大高度可以达到d. 小球b和槽a组成的系统机械能守恒，动量也守恒4在光滑水平面上，一质量为m的小球1以速度v0与静止的小球2发生正碰，碰后小球1、2的速度大小均为13v0。小球2的质量可能是（ ）a. m b. 2m c. 3m d. 4m5在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图(a)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(b)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量均为19 kg，则a. 碰后蓝壶速度为0.8msb. 碰后蓝壶移动的距离为2.4mc. 碰撞过程两壶损失的动能为7.22jd. 碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比为5：46水平地面上有两个物体在同一直线上运动，两物体碰撞前后的速度一时间图象如图所示（其中一个物体碰后速度变为0）。下列说法正确的是a. t = 0时，两物体的距离为1 mb. t = 2.5 s时，两物体的距离为4.5 mc. 两物体间的碰撞为完全弹性碰撞d. 碰撞前，地面对两个物体的摩擦力大小不相等7如图，动摩擦因数为的水平面上有两个物体a、b，质量均为m，相距l。现给a一初速度v使其向b运动，与b碰后粘在一起，则碰后a、b的共同速度为多大(重力加速度为g) a. v b. v2 c. v22gl2 d. 2gl28如图所示，在光滑的水平直导轨上，有质量分别为2m、m，带电荷量分别为2q、q(q0)的两个形状相同的小球a、b正相向运动，某时刻a、b两球的速度大小分别为va、vb。由于静电斥力作用，a球先开始反向运动，它们不会相碰，最终两球都反向运动。则()a. vavb b. vavavb9如图所示，质量为m的小球a静止于光滑水平面上，在a球与墙之间用轻弹簧连接现用完全相同的小球b以水平速度v0与a相碰后粘在一起压缩弹簧不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为e，从球a被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小为i，则下列表达式中正确的是a. e=12mv02，imv0b. e=12mv02，i2mv0c. e=14mv02，imv0d. e=14mv02，i2mv010如图所示，质量为3m的物块a与质量为m的物块b用轻弹簧和不可伸长的细线连接，静止在光滑的水平面上，此时细线刚好伸直但无弹力现使物块a瞬间获得向右的速度vo，在以后的运动过程中，细线没有绷断，以下判断正确的是a. 细线再次伸直前，物块a的速度先减小后增大b. 细线再次伸直前，物块b的加速度先减小后增大c. 弹簧最大的弹性势能等于d. 物块a、b与弹簧组成的系统，损失的机械能最多为11如图所示，相距足够远完全相同的质量均为3m的两个木块静止放置在光滑水平面上，质量为m的子弹（可视为质点）以初速度水平向右射入木块，穿出第一块木块时速度变为，已知木块的长为l，设子弹在木块中所受的阻力恒定。试求：（1）子弹穿出第一块木块后，第一个木块的速度大小v以及子弹在木块中所受阻力大小。（2）子弹在第二块木块中与该木块发生相对运动的时间t。12如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平面上且弹簧处于原长状态，质量为m的子弹以初速度v0击中木块而未穿出，求：（1）子弹打入木块瞬间二者的共同速度为多大？（2）子弹打入木块的过程中损失的机械能是多少？（3）系统中弹性势能的最大值是多少？13如图所示, 有一个可视为质点带正电的小物块其质量为m1kg，电荷量，从光滑平台上的a点以v02m/s的初速度水平抛出，到达c点时，恰好沿c点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端d点的质量为m3kg的被固定住的长木板，最终恰停在木板的最左端已知虚线od左侧存在竖直向上的匀强电场，场强大小，木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板上表面粗糙，木板下表面与水平地面之间光滑，木板长度，圆弧轨道的半径为r=0.9m，c点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角60，不计空气阻力，g取10 m/s.求：（1）小物块到达圆弧轨道末端d点时对轨道的压力；（2）小物块与长木板间的动摩擦因数；（3）若木板未被固定，且撤掉电场，仍将滑块在a点以v02m/s的初速度水平抛出，试通过计算说明小物块能否从长木板左端滑出？若能，则求出小物块和木板的最终速度，若不能，则求出小物块与木板刚保持相对静止时，木板右端与d点的距离。14如图所示，一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为m的物体a和b（均视为质点），物体b置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球p从物体a正上方距其高度h处由静止自由下落，与物体a发生碰撞（碰撞时间极短），碰后a和p粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）求碰撞后瞬间p与a的共同速度大小；（2）当地面对物体b的弹力恰好为零时，求p和a的共同速度大小；（3）若换成另一个质量的小球q从物体a正上方某一高度由静止自由下落，与物体a发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物体a达到最高点时，地面对物块b的弹力恰好为零。求q开始下落时距离a的高度。（上述过程中q与a只碰撞一次）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1ad【解析】撞击过程时间很短，则可认为动量守恒，可应用动量守恒定律，选项a正确；撞击过程有机械能损失，则不可应用机械能守恒，选项b错误；设卡车碰前总质量m，碰后飞出货物质量m，轿车质量m，根据动量守恒定律：mv0=(mm+m)v+mv0，则 v=mv0-mv0(mm+m)=v01+mmm可知，m越大v越小；根据12(m+m)v2=(m+m)gs可知s越小，故选项d正确，c错误；故选ad.2cd【解析】试题分析：两滑块碰撞过程系统动量守恒，根据图象的斜率求出滑块的速度，然后由动量守恒定律求出滑块b的质量。应用能量守恒定律可以求出系统损失的机械能。由v-t图象的斜率表示速度，可知，碰撞前滑块a、b的运动方向相反，a错误；碰撞后，滑块b的速度vb=xt=033=1m/s，速度大小为1m/s，b错误；碰撞前，滑块a的速度va=xata=351=5m/s；b的速度vb=xbtb=31=3m/s，碰撞后a的速度为0。两滑块碰撞过程系统动量守恒，以b的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mava+mbvb=mbvb，解得mb=100g，c正确；碰撞前后滑块a、b组成的系统损失的动能为ek=12mava2+12mbvb212mbvb2，解得ek=1.4j，d正确。3ab【解析】小球滑上滑车，又返回，到离开滑车的整个过程中，系统水平方向动量守恒选取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv1+mv2，由机械能守恒定律得： mv02=mv12+mv22，解得：v1=v0，v2= v0；当mm时v10，此时小球b的速度方向可能向右；当m=m时v1=0，此时小球b的速度为零；选项ab正确； 当小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，设共同速度为v规定向右为正方向，运用动量守恒定律得： mv0=（m+m）v，根据能量守恒定律得，有： mv02-（m+m）v2=mgh，解得：h=，故c错误；小球b和槽a组成的系统只有重力做功，机械能守恒，水平方向受合力为零，则水平方向动量也守恒，选项d错误；故选ab点睛：本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，要知道当小球与小车的速度相等时，小球上升到最大高度明确系统遵守水平动量守恒和机械能守恒这两大规律4bd【解析】设小球2的质量为m，两球组成的系统在碰撞过程动量守恒，以m的初速度方向为正方向，如果碰撞后两个小球的速度相同，由动量守恒定律得：mv0=（m+m）13v0，解得：m=2m，如果碰撞后两球速度反向，由动量守恒定律得：mv0=m13v0-m13v0，解得m=4m；故选bd.点睛：本题考查了动量守恒定律的应用，两球碰撞过程动量守恒，应用动量守恒定律即可正确解题，解题时要注意球的速度方向5ad【解析】由图可知碰撞前后红壶的速度为v0=1m/s和v2=0.2m/s，由动量守恒可得mv0=mv1+mv2，解得碰后蓝壶速度为v2=0.8m/s，碰后蓝壶移动的距离为x=120.85=2m，碰撞过程两壶损失的动能为ek=12mv0212mv1212mv22=3.04j，红壶所受摩擦力f1=ma1=191.21.01n=3.8n，蓝壶所受摩擦力，f2=ma2=190.805n=3.04n，. 碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比为f1:f2=5:4，故ad正确，bc错误；故选ad。【点睛】由动量守恒可得碰后蓝壶速度大小，碰撞过程两壶损失的动能为初末动能之差，碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比由牛顿运动定律求出。6bc【解析】两物体相向运动，均做匀减速运动，1s时相碰，可知t = 0时，两物体的距离为s=12(4+6)1+12(2+6)1=9m，选项a错误；t = 2.5 s时，两物体的距离为s=126(2.51)m=4.5m，选项b正确；设碰前速度为正值的物体的质量为m1，速度为负的物体的质量为m2；由动量守恒可知，碰后原来速度为正的物体的速度变为零，则：m14+m2(2)=m26，解得m1=2m2；由能量关系：碰前e1=12m142+12m222=8m1+2m2=18m2 ；碰后e2=12m262=18m2，则两物体间的碰撞为完全弹性碰撞，选项c正确；碰前速度为正值的物体的摩擦力f1=m1a1=m1641=2m1；速度为负值的物体的摩擦力f2=m2a2=m2621=4m2=2m1=f1，则选项d错误；故选bc. 点睛：此题要明确物理过程，知道哪个物体碰后速度为零以及完全弹性碰撞满足的条件，结合v-t图像解题.7c【解析】根据动能定理，a与b碰前的速度满足：12mv1212mv2=mgl；碰撞过程满足：mv1=2mv2，解得v2=v22gl2，故选c.8b【解析】由题，a球先开始反向运动，说明总动量方向向左，由动量守恒定律得知，碰撞前的总动量也向左，则有 2mvamvb，得，故b正确故选b【点评】系统动量守恒，不仅总动量的大小保持不变，方向也保持不变，抓住a球反向瞬间总动量的方向进行分析是关键9d【解析】a、b作为一个系统，在a、b球碰撞过程中利用动量守恒定律可得：mv0=(m+m)v，解得v=v02，再将a、b、弹簧作为一个系统，在压缩弹簧过程中选用机械能守恒可得：e=122m(v02)2=14mv02，选水平向右为正方向，从球a被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量，将a、b、弹簧作为一个系统，根据动量定理：i=mv0(mv0)=2mv0 ，故d正确。10c【解析】细线再次伸直时，也就是弹簧再次回复原长时，该过程中a始终受到向左的弹力，即一直做减速运动，b始终受到向右的弹力，即一直做加速运动，ab错误；弹簧弹性势能最大时，弹簧压缩最短，此时两者速度相等，根据动量守恒定律可得，解得，根据能量守恒定律可得，此时动能转化为弹性势能最大，损失的机械能最多，故损失最多的机械能为，c正确d错误11（1） （2）【解析】【分析】子弹打穿第一块木块过程，由动量守恒定律求解第一个木块的速度大小，由能量守恒求子弹在木块中所受阻力大小，对子弹与第二块木块相互作用系统，子弹不能打穿第二块木块，由动量守恒定律和动量定理求解子弹在第二块木块中与该木块发生相对运动的时间；解：（1）子弹打穿第一块木块过程，由动量守恒定律有 解得 对子弹与第一块木块相互作用系统，由能量守恒有 解得子弹受到木块阻力 （2）对子弹与第二块木块相互作用系统，由于，则子弹不能打穿第二块木块，设子弹与第二块木块共同速度为，由动量守恒定律有解得对第二块木块，由动量定理有 子弹在第二块木块中的运动时间为12（1） （2） （3）【解析】【分析】对m、m系统，由动量守恒求子弹打入木块瞬间二者的共同速度，由能量守恒定律得子弹打入木块的过程中损失的机械能，由机械能守恒定律求系统中弹性势能的最大值；解：(1)对m、m系统，m击中m过程动量守恒，mv0(mm)v，所以 (2)由能量守恒定律得 e损=(3)由机械能守恒定律得系统中弹性势能的最大值13(1) (2)0.3 (3) 【解析】（1）小物块a到c做平抛运