鲁科版选修35科学探究——一维弹性碰撞 第1课时 作业 (1).doc

第3节科学探究一维弹性碰撞 1(多选)下面关于碰撞的理解正确的是()a碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程b在碰撞现象中，一般内力都远远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒c如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞d微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动量守恒定律求解【解析】碰撞过程中机械能守恒的碰撞为弹性碰撞，c错；动量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一不仅低速、宏观物体的运动遵守这一规律，而且高速、微观物体的运动也遵守这一规律，d错【答案】ab2现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速度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【解析】由动量守恒有3mvmv0mv所以v2v，碰前总动能：ek3mv2mv22mv2，碰后总动能：ekmv22mv2，ekek，所以a对【答案】a3如图131所示，三个质量相同的滑块a、b、c，间隔相等地静置于同一水平直轨道上现给滑块a向右的初速度v0，一段时间后a与b发生碰撞，碰后a、b分别以v0、v0的速度向右运动，b再与c发生碰撞，碰后b、c粘在一起向右运动滑块a、b与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值两次碰撞时间均极短求b、c碰后瞬间共同速度的大小. 【导学号：64772011】图131【解析】设滑块质量为m，a与b碰撞前a的速度为va，由题意知，碰撞后a的速度vav0，b的速度vbv0，由动量守恒定律得mvamvamvb设碰撞前a克服轨道阻力所做的功为wa，由功能关系得wamvmv设b与c碰撞前b的速度为vb，b克服轨道阻力所做的功为wb，由功能关系得wbmvmv据题意可知wawb设b、c碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mvb2mv联立式，代入数据得vv0.【答案】v04a、b两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，ma1 kg，mb2 kg，va6 m/s，vb2 m/s.当a追上b并发生碰撞后，a、b两球速度的可能值是() 【导学号：64772083】ava5 m/s，vb2.5 m/sbva2 m/s，vb4 m/scva4 m/s，vb7 m/sdva7 m/s，vb1.5 m/s【解析】虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但a、d两项中，碰后a的速度va大于b的速度vb，不符合实际，即a、d项均错误；c项中，两球碰后的总动能为ek后mava2mbvb257 j，大于碰前的总动能ek前22 j，违背了能量守恒，所以c项错；而b项既符合实际情况，也不违背能量守恒，所以b项对【答案】b5质量为m的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑，如图133所示，一个质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法错误的是() 【导学号：64772084】图133a小球一定沿水平方向向左做平抛运动b小球可能沿水平方向向左做平抛运动c小球可能沿水平方向向右做平抛运动d小球可能做自由落体运动【解析】小球水平冲上小车，又返回左端，到离开小车的整个过程中，系统水平方向动量守恒，机械能守恒，相当于小球与小车发生弹性碰撞的过程，如果mm，小球离开小车向右做平抛运动，所以b、c、d正确a错误【答案】a6.如图134所示，一轻质弹簧两端连着物体a和b，放在光滑的水平面上，物体a被水平速度为v0的子弹击中，子弹嵌在其中，已知a的质量是b的质量的，子弹的质量是b的质量的.求：图134(1)a物体获得的最大速度(2)弹簧压缩量最大时b物体的速度【解析】设子弹的质量为m，则mb4m，ma3m.(1)对子弹进入a的过程，由动量守恒得mv0(mma)v1解得它们的共同速度，也是a的最大速度v1.(2)以子弹、a、b及弹簧组成的系统为研究对象，整个过程总动量守恒，当弹簧具有最大压缩量时，它们的速度相等，由动量守恒定律得mv0(mmamb)v2，解得三者的共同速度，即弹簧有最大压缩量时b的速度v2.【答案】(1)(2)7(多选)在两个物体碰撞前后，下列说法中可以成立的是() 【导学号：64772085】a作用后的总机械能比作用前小，但总动量守恒b作用前后总动量均为零，但总动能守恒c作用前后总动能为零，而总动量不为零d作用前后总动量守恒，而系统内各物体的动量增量的总和不为零【解析】选项a是非弹性碰撞，成立；选项b是弹性碰撞，成立；选项c不成立，因为总动能为零其总动量一定为零；选项d，总动量守恒则系统所受合外力一定为零，若系统内各物体的动量增量总和不为零的话，则系统一定受到外力的作用，d不成立【答案】ab8(多选)小车ab静置于光滑的水平面上，a端固定一个轻质弹簧，b端粘有橡皮泥，ab车质量为m，长为l.质量为m的木块c放在小车上，用细绳连结于小车的a端并使弹簧压缩，开始时ab与c都处于静止状态，如图135所示当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块c向b端冲去，并跟b端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是()图135a如果ab车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒b当木块对地运动速度为v时，小车对地运动速度为vc整个系统最后静止d木块的位移一定大于小车的位移【解析】因水平地面光滑，小车、木块、弹簧组成的系统动量守恒，有mv1mv2，ms1ms2，因不知m、m的大小关系，故无法比较s1、s2的大小关系，但当木块c与b端碰撞后，系统总动量为零，整体又处于静止状态，故b、c均正确，d错误；因木块c与b端的碰撞为完全非弹性碰撞，机械能损失最大，故a错误【答案】bc9质量为ma1 kg，mb2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移时间图象如图136所示，则可知碰撞属于()图136a弹性碰撞 b非弹性碰撞c完全非弹性碰撞 d条件不足，不能判断【解析】由xt图象知，碰撞前va3 m/s，vb0，碰撞后va1 m/s，vb2 m/s，碰撞前动能为mavmbv j，碰撞后动能为mava2mbvb2 j，故动能守恒，碰撞前动量mavambvb3 kgm/s，碰撞后动量mavambvb3 kgm/s，故动量守恒，所以碰撞属于弹性碰撞【答案】a10.如图137所示，光滑水平面上p物体与一个连着弹簧的q物体正碰，正碰后p物体静止，q物体以p物体碰前的速度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，下列说法正确的是() 【导学号：64772086】图137ap的速度恰好为零 bp与q具有相同的速度cq刚开始运动 dq的速度等于v【解析】p物体接触弹簧后，在弹簧弹力的作用下，p做减速运动，q做加速运动，p、q间的距离减小，当p、q两物体速度相等时，弹簧被压缩到最短，所以b正确，a、c错误；由于作用过程中动量守恒，设速度相等时速度为v，则mv(mm)v，所以弹簧被压缩至最短时，p、q的速度v，故d错误【答案】b11在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3 000 kg向北行驶的卡车，碰后两辆车挂接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率() 【导学号：64772087】a小于10 m/sb大于20 m/s，小于30 m/sc大于10 m/s，小于20 m/sd大于30 m/s，小于40 m/s【解析】两车相撞后接在一起并向南滑行，选向南为正方向，由动量守恒定律，得m1v1m2v2(m1m2)v因v0，故m1v1m2v2卡车碰前的速率v2v1，有一轻弹簧固定在m2上，求弹簧被压缩至最短时m1的速度多大？ 【导学号：64772014】图139【解析】两滑块匀速下滑所受合外力为零，相互作用时合外力仍为零，动量守恒当弹簧被压缩时，m1加速，m2减速，当压缩至最短时，m1、m2速度相等设速度相等时为v，则有m1v1m2v2(m1m2)v解得弹簧被压缩至最短时的速度v.【答案】15(多选)甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是5 kgm/