学教科版选修35 1.1碰撞 作业（5）.docx

2017-2018学年度教科版选修3-5 1.1碰撞 作业（5）1质量为m的小球a以速度在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止小球b发生对心碰撞，则碰撞后小球a的速度大小和小球b的速度大小可能为a. b. c. d. 2矩形滑块由不同材料的上下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射入滑块，若射击下层，子弹刚好不射出；如图甲所示，若射击上层，则子弹刚好能射入一半厚度，如图乙所示，子弹可看作质点，上述两种情况相比较a. 子弹对滑块的冲量不一样大b. 子弹对滑块做功一样多c. 系统产生的热量一样多d. 子弹和滑块间的水平作用力一样大3如图，斜面体c质量为m，斜面足够长，始终静止在水平面上，一质量为m的足够长的长方形木板a上表面光滑，木板a获得初速度后恰好能沿斜面匀速下滑，当木板a匀速下滑时将一质量为2m的滑块b轻轻放在木板a表面上，当滑块b在木板a上滑动时，下列说法不正确的是a. 滑块b的速度为时，木板a与滑块b的速度大小相等b. 滑块b的速度为时，斜面体和水平面间无摩擦力c. 滑块b的动量为时，木板a的动量大小为d. 滑块b的动量为时，水平面对斜面体的支持力大小为4如图所示，质量为m的长木板b放在光滑的水平面上，质量为14m的木块a放在长木板的左端，一颗质量为116m的子弹以速度v0射入木块并留在木块中，当木块滑离木板时速度为18v0，木块在木板上滑行的时间为t，则下列说法正确的是a. 木块获得的最大速度为15v0b. 木块滑离木板时，木板获得的速度大小为38v0c. 木块在木板上滑动时，木块与木板之间的滑动摩擦力大小为3mv0128td. 木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减小的动能5如图所示，质量为0.5 kg的小球在距离车底一定高度处以初速度3 m/s向左平抛，落在以5 m/s的速度沿光滑水平面向右匀速行驶的小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为1.5 kg，小球落到车底后与小车相对静止。g取10 m/s2，不计空气阻力，则下列说法正确的是 （ ）a. 小球和小车组成的系统在作用过程中动量守恒b. 小球和小车组成的系统在作用过程中机械能不守恒c. 相对静止时小车速度大小为4.5 m/sd. 相对静止时小车速度大小为3 m/s6三个相同的木块a、b、c同同一高度自由下落。其中，木块a在开始下落的瞬间被水平飞行的子弹击中，木块b在下落到一半高度时被水平飞来的子弹击中，子弹均留在木块中，则三个木块下落时间ta、tb、tc的大小关系是a. ta=tb=tc b. ta=tctc d. tatbtc7如图所示，一个质量为m的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分之一圆弧ef,圆弧半径为r=1m.e点切线水平。另有一个质量为m的小球以初速度v0从e点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，已知m=4m,g取10m/s2,不计摩擦。则小球的初速度v0的大小为( )a. v0=4m/s b. v0=5m/s c. v0=6m/s d. v0=7m/s8台球是一项深受人们喜爱的休闲运动，美式台球中共由大小相同的1个白球（母球）15个花球（色球）组成，又称花式台球。如图在某次击球过程中，白球以3m/s的速度向右运动与静止的黑球发生正碰，假设白球与黑球质量相等，碰撞中没有机械能损失，将台球视为质点，通过计算得到两球碰撞后的运动情况为：a. 白球静止，黑球以3m/s的速度向右运动b. 黑球静止，白球以3m/s的速度反弹向左运动c. 白球和黑球都以下1.5m/s的速度向右运动d. 白球以3m/s的速度反弹向左运动，黑球以3m/s的速度向右运动9如图所示，两个大小相等、质量均为1 kg的小球a、b静止在光滑水平面上，现给小球a水平向右的瞬时冲量i=2 ns，小球a向右运动并与小球b发生对心碰撞，两小球碰撞过程中系统的机械能损失可能为 ( )a. 0.8j b. 1.2j c. 1.6j d. 2j10甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动，已知它们的动量分别是p1=5 kgm/s，p2=7 kgm/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10 kgm/s，则两球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪种a. m1=m2 b. 2m1=m2 c. 4m1=m2 d. 6m1=m211a 、 b 两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体 a 的质量为3kg，两球发生相互作用前后的运动情况如下图所示，由图可知 b 物体的质量为_kg；碰撞过程中，系统的机械能损失为_j。12在光滑的水平面上，质量为m的平板小车以速度v0做匀速直线运动。质量为m的物体竖直掉在车上。由于物体和车之间的摩擦，经时间t后它们以共同的速度前进，在这个过程中，小车所受摩擦力的大小为_。若要使小车在此过程中保持原匀速直线运动，应给小车加一大小为_水平牵引力。13质量为m=1.5kg的物块静止在水平桌面上，一质量为m=20g的子弹以水平速度v0=100m/s射入物块，在很短的时间内以水平速度10m/s穿出则子弹穿过物块的过程中动量的变化为_ kgm/s，子弹穿出物块时，物块获得的水平初速度为_m/s14光滑绝缘水平面上有两个带电小球、，其中球质量为两球由静止开始释放，刚释放时， 、的加速度分别为和 ，经过一段时间， 的速度为，加速度为，则此时的速度为_，加速度为_此过程中电场力做的功为_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】若碰后a球速度方向和原来一致，根据动量守恒得：mv0=mva+2mvb根据碰撞过程系统的总动能不增加，即： mv02mva2+2mvb2若va=v0，vb=v0，且va与v0方向相反，代入两式均成立，故a正确。将va=v0，vb=v0，且va与v0方向相反，代入式成立，而代入不成立，故b错误。将va=v0，vb=v0，且va与v0方向相同，代入式成立，但碰后a的速率不可能大于b的速率，故c错误。将va=v0，vb=v0，且va与v0方向相反，代入两式均成立，故d正确。故选ad.点睛：对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率2bc【解析】设子弹的质量是m，初速度是v0，滑块的质量是m，选择子弹的初速度的方向为正方向，根据动量守恒知道最后物块获得的速度（最后物块和子弹的公共速度）v则：mv0=（m+m）v；所以，可知两种情况下木块得到的速度是相同的，根据动量定理可知，两种情况子弹对滑块的冲量一样大，故a错误；滑块的末速度是相等的，所以获得的动能是相同的，根据动能定理，物块动能的增量是子弹做功的结果，所以两次子弹对物块做的功一样多，故b正确；子弹嵌入下层或上层过程中，系统产生的热量都等于系统减少的动能，而子弹减少的动能一样多（子弹初末速度相等）；物块能加的动能也一样多，则系统减少的动能一样，故系统产生的热量一样多。故c正确；子弹嵌入下层或上层过程中，系统产生的热量都等于系统减少的动能，即q=fs相对，由于两种情况相比较子弹能射穿的厚度不相等，即相对位移s相对不相等，所以两种情况下子弹和滑块间的水平作用力不一样大，故d错误；故选bc.点睛：此题考查动量守恒、动能定理和能量守恒等内容，要知道子弹嵌入滑块的过程，符合动量守恒，所以最后它们的速度是相同的，利用动能定理或者是能量守恒得出系统产生的热能是相等的3cd【解析】当a下滑时，木板a和滑块b所组成的系统动量守恒。滑块b的速度为时，a的速度也为，a正确；当滑块b的速度为时，a对c的力竖直向下，故斜面体与水平面间无摩擦力，所以b正确；当滑块b的动量为，a已经没有速度了，所以它的动量应该为零，c错误；通过受力分析，滑块b的动量为时，a已经静止，b在加速下滑，由整体法可知水平面对斜面体的支持力小于，d错误。故选ab.4ac【解析】对子弹和木块a系统，根据动量守恒定律：116mv0=(116m+14m)v1，解得v1=15v0，选项a正确；木块滑离木板时，对木板和木块（包括子弹）系统：116mv0=(116m+14m)18v0+mv2，解得v2=3128v0，选项b错误；对木板，由动量定理：ft=mv2，解得f=3mv0128t，选项c正确；由能量守恒定律可知，木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减少的动能与木板增加的动能之差，选项d错误；故选ac.点睛：此题是动量守恒定律即能量守恒定律的应用问题；关键是要把三个物体相互作用的过程分成两个过程：子弹打木块和木块在木板上滑动；搞清两个过程中能量之间的转化关系.5bd【解析】小球和车作用过程中，水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故a错误；在碰撞过程中有热量产生，所以小球和小车组成的系统在作用过程中机械能不守恒，故b正确；小球和车作用过程中，水平方向动量守恒，则有：mv0+mv=（m+m）v，解得：v=3m/s，即当小球与小车相对静止时，小车的速度大小是3m/s，故d正确，b错误。所以bd正确，ac错误。6b【解析】木块c自由落体，木块a在刚要下落瞬间被子弹射中，并留在其中，木块a与子弹一起自由落体运动，a、c均做自由落体运动，且下落高度相同，故二者下落时间相同，即ta=tc木块b落下一定距离后被水平飞来的子弹水平射中，子弹留在其中。在子弹击中木块过程中，竖直方向动量守恒，由于子弹进入木块后总质量变大，由动量守恒定律可知，木块速度变小，木块落地时间延长，木块b在空中的运动时间比a、c时间长，则ac同时落地，b最后落地，即ta=tctb，故b正确。故选b。点睛：考查自由落体运动的规律，关键是知道子弹打入木块时竖直方向动量守恒，掌握动量及动量守恒的定律，理解运动的合成与分解7b【解析】当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，根据水平方向动量守恒有，根据机械能守恒定律有，联立两式解得，b正确8a【解析】两球碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： ，又没有机械能损失，根据机械能守恒定律得： ，带入数据解得： ，即白球静止，黑球以3m/s的速度向右运动，故a正确，bcd错误；故选a。【点睛】碰撞过程系统动量守恒，又没有机械能损失，应用动量守恒定律及机械能守恒定律列式即可求解。9a【解析】两小球的碰撞性质未知，若为弹性碰撞，则两小球交换速度，系统机械能守恒，损失为零；若为完全非弹性碰撞，则系统损失的机械能最大，由动量守恒定律：mvb=2mv；其中i=mvb，由能量守恒可知： ，解得e=1j，则两个小球碰撞过程中系统的机械能损失的范围应该为，故a正确，bcd错误；故选a.点睛：此题关键是知道完全弹性碰撞无机械能损失；完全非弹性碰撞损失的机械能最大；一般碰撞的机械能损失介于两者之间.10c【解析】根据动量守恒定律得：p1+p2=p1+p2，解得：p1=2kgm/s。碰撞过程系统的总动能不增加，则有：p122m1+p222m2p122m1+p222m2代入数据解得：m1m2717。碰撞后甲的速度不大于乙的速度，则有：p1m1p2m2 代入数据解得：m1m215。综上有15m1m2717，故c正确，abd错误。故选c。点睛：对于碰撞过程，往往根据三大规律，分析两个质量的范围：1、动量守恒；2、总动能不增加；3、碰撞后两物体同向运动时，后面物体的速度不大于前面物体的速度11 4.5 22.5【解析】设碰撞前b的运动方向为正方向；根据位移时间图象的斜率表示速度，可得碰前a的速度为： ，b的速度为：vb=3m/s；碰后a、b的共同速度为：v=1m/s，由动量守恒定律得：mava+mbvb=（ma+mb）v，代入数据解得：mb=4.5kg；由能量守恒定律可知，碰撞过程损失的能量：e=mava2+mbvb2-（ma+mb）vab2，代入数据解得：e=22.5j点睛：解决本题时，要抓住位移时间图线的斜率表示速度，分析清楚物体运动过程，应用碰撞的基本规律：动量守恒定律与能量守恒定律进行解题12 mmv0/(mm)t mv0/t【解析】物体和车组成的系统，水平方向动量守恒，则mv0=(m+m)v，对物块，由动量定理：ft=mv，解得f=mmv0m