1.5弹性碰撞和非弹性碰撞-同步练习(含解析)【新教材】-人教版(2019)高中物理选修第一册

1、11/1015弹性碰撞和非弹性碰撞同步练习（含解析）单选题1 如图所示，B、C、D、E. F 5个小球并排放宜在光滑的水平而上，B、C、D、E 4个小球质量相等, 而F的质量小于B的质量，A的质量等于F的质量。A以速度V。向右运动，所发生的碰撞均为弹性 碰撞，则碰撞之后（）B C DEF00003A. 3个小球静止，3个小球运动B. 4个小球静止，2个小球运动C. 5个小球静止，1个小球运动D. 6个小球都运动2. 如图所示，质量为3m的物块力与质量为m的物块8用轻弹簧和不可伸长的细线连接，静I匕在光 滑的水平面上，此时细线刚好伸直但无弹力。现使物块&瞬间获得向右的速度心，在以后的运动 过程中

2、，细线没有绷断，以下判断正确的是（）A. 细线再次伸宜前，物块&的速度先减小后增大B. 细线再次伸直前，物块3的加速度先减小后增大c.弹簧最大的弹性势能等于B冷D.物块A ,3与弹簧组成的系统，损失的机械能最多为3. 甲、乙两球在光滑水平而上发生碰撞.碰撞前，甲球向左运动，乙球向右运动，碰撞后一起向右 运动，由此可以判断（）A. 甲的质量比乙小B. 甲的初速度比乙小C. 甲的初动量比乙小D. 甲的动量变化比乙小4. 下列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，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动

3、能守恒C. 如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞D. 微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞5. 水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质疑相等。碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可 推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰憧前动能的（）A. 30%B. 50%C. 70%D. 90%&现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m,以相同的速率v在光滑水平而上相向运动，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，无法确泄7. 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

4、前与碰撞后中 子的速率之比为（）4A（-卄1）卅14-5-A牙IB.牙IC.C廿旷二、多选题8. 质量为3m速度为v的A球跟质量为m的静止B球发生正碰在两球碰撞后的瞬间,以下说法正确 的是（）A. A球速度可能反向B. A球速度可能为0.6v C. B球速度可能为t D. B球速度可能为1.4v9. 台球是一项富含物理知识的运动，图为运动员某次击球时的示意图，其中A为白色主球，B为目标 球，运动员现欲用主球A碰撞目标球B,并将其击出并落入前方中袋C,则下列相关分析合理的是A.击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋CB. 击球瞄准时，应使撞击时两球公切线b指向中袋CC. 通常，由于台球很坚硬

5、，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞 视为弹性碰撞来分析D. 由于台球和台而间有摩擦，故台球之间的碰撞过程一般不遵循动量守恒建律10. 两球A、B在光滑水平而上沿同一直线，同一方向运动，mA=lkg, mB=2kg, vA=6m/s, vB=2m/s,当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（）A. vA=5m/s,vB=2.5m/sB. vA=2m/s,vB=4m/sC. v，A=lm/s/vzB=4.5m/sD. v，A=7m/s/v，B=1.5m/s.质量为m的小球A在光滑的水平而上以速度v与静止在光滑水平而上的质疑为2m的小球B发生1正碰，碰撞后，A球

6、的动能变为原来的9 ,那么碰撞后B球的速度大小可能是（）1248A. 3vB.儿C. 9 vD. 9 v12. 甲物体在光滑水平而上运动速度为v】，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下 列结论正确的是（）A. 乙的质量等于甲的质疑时，碰撞后乙的速度为V】B. 乙的质量远远小于甲的质呈时，碰撞后乙的速率是2v】C. 乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速率是V】D. 碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量13. 如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰。小球的质量分别为mj和m2。图乙为它们碰撞 前后的s-t （位移时间）图象。已知m1=0. lkg.由此可以判断（）A.碰前m2静

7、止，mi向右运动B.碰后m2和mi都向右运动C. m2=0. 3kgD.碰撞过程中系统损失了 0. 4J的机械能14. 两个小球在光滑水平而上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，mA=lkg, mB=2kg, vA=6m/s, vB=3m/s,当A球与B球发生碰撞后，A、B两球速度可能为（）A. VA=4m/si VB=4m/sB VA=2m/s VB=5m/sC. vA= - 4m/st vB=6m/sD. vA=7m/s vB=2.5m/s15. 在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质虽为m。小车(和单摆)以恒立的速度V沿光滑 水平地而运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰

8、撞，碰撞的时间极短.在此碰撞过程中， 下列哪个或哪些说法是可能发生的？()A. 小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为Vi、V2、V3 ,满足(M+mo) V=Mvi+mv2+mov3B. 摆球的速度不变，小车和木块的速度变和V2 ,满足MV=Mvi+mv2C. 摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v,满足MV= (M+m) vD小车和摆球的速度都变为w ,木块的速度变为V2 ,满足(M+mo) V= (M+mo)十mv2 三.解答题 16如图，在足够长的光滑水平而上，物体久3、C位于同一直线上，A位于3、C之间。&的质呈为 m, B、C的质量都为M,三者都处于静止状态，现使人以某一速度

9、向右运动，求m和M之间满足 什么条件才能使人只与3、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。答案一、单选题1. 【答案】A【解答】根拯动量守恒和机械能守恒，A质量小于B质疑碰撞后A反弹，B获得动量传递给C,因 为BC质量相等所以交换速度，同理传递到E时，E的瞬时速度等于AB碰撞后B的速度，因为E质 疑大于F所以碰撞后EF均向右运动，且F速度大于E速度。所以BCD静I匕而A向左运动，EF向右 运动，A符合题意。故答案为：A【分析】考査弹性碰撞问题，弹性碰撞动量守恒动能守恒。质屋相等交换速度；质量大的撞击静止 的质量小的物体撞击后速度方向不变。质量小的撞击质量大的速度方向改变。2. 【答案】C

10、【解答】细线再次伸直时，也就是弹簧再次回复原长时，该过程中人始终受到向左的弹力，即一直 做减速运动，3始终受到向右的弹力，即一直做加速运动，AB不符合题意；弹簧弹性势能最大时， 弹簧压缩最短，此时两者速度相等，根据动量守恒立律可得3加卩0=心用+加）V,解得v=4v0, 根据能量守恒定律可得Epn=归吠一伽+朋=鼬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枣咗，c符合题意，D不符合题意.故答案为：C【分析】解决本题首先分淸A、B相互作用过程惮簧的变化和A、B的运动情况，其次抓住临界条件， 但A、B速度相等时弹簧最大的弹性势能：然后运用动量守恒立律和能量守恒左律解答。3

11、. 【答案】C【解答】甲乙碰撞后一起向右运动，说明碰撞后的总动量向右，设向右为正方向，根拯动量守恒， 则-P甲+P乙二P.总得P乙P甲,即乙的质星与速度乘积大于甲球的，而无法判断两球 的质量关系和速度关系，AB不符合题意C符合题总：根据动量守恒，则甲的动量变化与乙的动量变 化相等，D不符合题意.故答案为：C【分析】该题目根据动量守恒左律，列方程求解即可。4. 【答案】A【解答】碰撞是十分普颯的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象.一般内力远大于外 力.如果碰撞中机械能守恒，就叫做弹性碰撞.微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内 力作用的特点，所以仍然是碰撞，所以A符合题意,BCD

12、不符合题意.【分析】作用力极大，时间极短的相互作用，是碰撞。内力远大于外力，所以，动量守恒是碰撞的 特点。按机械能是否守恒将碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞。微观粒子的散射是典型的非对心碰撞。5. 【答案】A【解答】由题图可以判断，碰撞前白球、碰撞后白球与灰球均做匀速宜线运动，碰后两球速度大小丄相等，设为v,碰前白球的速度约为碰后速度的1. 7倍,即1. 7v,碰前系统的动能Eia= 2 m-(l. 7v)12 ，碰后系统的动能Ek2=2x 2 mva ,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能为Ek 厂距占K 1 7v)2-24 rwv2瓦1珈17盯=31%,选项A正确【分析】此题属非对心碰撞。频

13、闪照片是相同时间间隔的位置记录，可由图片得到碰撞前后速度比， 两球质量关系题中已给，根据动能的表达式，即可得到碰撞前后的动能比。&【答案】A【解答】由动量守恒3m-v mv=O+mv所以v=2v1丄碰前总动能：Ek= - x3m-v2 + - mv2 = 2mv 21碰后总动能Ek= - mv，2=2mv2, Ek=Ek,所以A正确.【分析】碰撞都满足动量守恒，依据机械能是否守恒分为弹性碰撞和非弹性碰撞，碰后粘在一起以 相同的速度运动，是典型的非弹性碰撞，机械能损失最大，也叫非弹性碰撞。因此，此题需要判断 机械能是否守恒分析碰撞的属性。7. 【答案】A【解答】设中子质疑为m,则原子核质量为Am

14、,由 mv = mvi+Amv2 (1),丄 丄 乙丄 2-mv2= - m 1 14- - Am 】(2),得1-4Vj= 1 七4 vv _ .4+1所以M A、A符合题意。【分析】核子碰撞是典型的弹性碰撞，速度为V的m丄碰静I匕的m2弹性碰撞，由动量守恒和机械能 守恒联立的结果需要识记，5如;计时叫二此题直接带入数据即可。二、多选题8. 【答案】B,C,D【解答】若是弹性碰撞，碰撞后A球的速度最小，B球的速度最大，由AB两球组成的系统碰撞前111后动量守恒可知，3mv=3mvA+mvB ,又因弹性碰撞系统机械能守恒可得2 -3mv2= 2 -3mvA2+ 2 mvB2,联立解得va=0.

15、5v, vb=1.5v；若是完全非弹性碰撞，碰撞后A球的速度最大，B球的速度最小， 由A、B两球组成的系统碰撞前后动疑守恒可知3mv=(3m+m)v共,解得v蚱0.75v,故无论碰撞是 弹性的还是非弹性的，碰撞后A球的速度满足0.5vva0.75v, A球不可能反向，A不符合题意、B符 合题意：碰撞后B球的速度满足0.75vvb1.5v, C、D符合题意。故答案为：BCD【分析】利用动量守恒结合能量守恒左律可以求岀碰后B小球的速度大小。9. 【答案】A,C【解答】AB.要使目标球B落入前方中袋C,则A球对B球的作用力方向必须要沿两球心连线方向， 则击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋C,

16、 A符合题意，B不符合题意；C.通常，由于台 球很坚硬，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分 析，C符合题意；D.由于两球碰撞时的碰撞力远大于台球和台面间的摩擦，故可认为台球之间的碰 撞过程遵循动量守恒左律，D不符合题意.故答案为：AC【分析】台球碰撞时，外力可以忽略不计，故系统动量守恒，并且两个球硬度比较大，故可以当做 弹性碰撞处理。10. 【答案】B,C【解答】对AD：考虑实际运动情况，碰撞后两球同向运动，A球速度应不大于B球的速度，AD不 符合题意：B：两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量应守恒。碰撞前，总动量为: 丄利Q+丄卄丄 丄p

17、=pA+PB=mAvA+mBVB= (Ix6+2x2) kg*m/s=10kg*m/s总动能：Ek= 2；2 xlx62+ -x2x22) J=22J：碰撞后，总动量为:p-pA,+pB，=mAvA/+mBVB，=lx2+2x4=10kg*m/s：总动能：E/=? +丄 *2 丄 Iy川2 xlx22+ - x2x42=18J.则p=p, E/Ek ,符合动量守恒和能量关系。B符合 题意。C：碰撞后，总动量为:p-pA+pBmAvZ+mBVB- (lxl+2x4.5) kg*m/s=10kg*m/s：符合动量守 卫+丄 ;1 丄恒定律。总动能:E/=2= 2 xlxl2+ 2 x2x4-52=

18、20.75J,则 p*p, Ekz v+2mvB或mv= mx v+2mvB ,解得w=1 2孔或儿，AB符合题意。【分析】碰撞可能性判断遵循三条基本原则：一，满足动量守恒：二，机械能不增加：三，速度要 符合实际情况。此题只用前两条即可。12. 【答案】A,B,C【解答】由于碰撞过程中无机械能损失，故是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可以解得两球 皿厂叫2?巧碰后的速度 v（= wl+?w2 V1 （1）, v/= wl+n,2 V1 （2）.当 mi=m2 时，V/=V1, A 符合题意；当midlim时，v2,=2vi, B符合题意：当口酚）2时，v/=Vx , C符合题意：根据动能定理

19、可知D不符合题意.【分析】弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒联立的结果需要识记，即（1）（2）式。13. 【答案】A,C【解答】由题中图象可知，mi碰前速度v=4m/s,碰后速度为v=2m/s, m2碰前速度v2 = 0, 碰后的速度 v，2 = 2m/s, miVi+m2V2=mivzi+mzvo代入数据解得：m2 = 0. 3kg。所以A符合题意，B不符合题意，C符合题意，两物体组成的系统在碰撞过程中的机械能损失为：AE=知屮弓+知尹哎_陽弼+初朋）=0,所以碰撞过程是弹性碰撞。所以D不符合题意。【分析】根据位移时间图像求碰撞前后速度，碰撞满足动疑定理，求出m、根据机械能的左义判 断机械能是否变化，变化多少。14. 【答案】A,B【解答】解：两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒怎律得：MaVa+MbVb= (Ma+Mb)Vi代入数据解得：v=4m/s,如果两球发生完全弹性碰撞，有：MaVa+MbVb=MaVa+MbV8，由机械能守恒定律箒拉怕+如旳代入数据解得：vA-2m/s, VB=5m/s,