第1章 专题 类碰撞问题（word版含答案）

1、人教版高中物理选修一 第1章 专题 类碰撞问题 一、单项选择题（共8小题；共32分）1. 如图所示，在光滑的水平面上，物体 B 静止，在物体 B 上固定一个轻弹簧。物体 A 以某一速度 v0 沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体 B 发生作用，A 物体质量为 m，B 物体质量为 2m，从 A 刚接触弹簧至弹簧再次恢复原长的过程中  A. 弹簧再次恢复原长时 B 的速度大小为 13v0B. 物体 A 先做加速度增大的变减速运动，再做加速度减小的变减速运动C. 弹簧弹力对 A 的冲量大小为 23mv0D. 弹簧弹性势能的最大值为 13mv02 2. 如图所示，质量为 M 的小车置于光滑的水

2、平面上，车的上表面粗糙，有一质量为 m 的木块以初速度 v0 水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则  A. 木块的最终速度为 mM+mv0 B. 由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C. 车表面越粗糙，木块减少的动量越多D. 车表面越粗糙，小车获得的动量越多 3. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块，并留在其中，A 、 B 用一根弹性很好的轻质弹簧连在一起，如图所示，则在子弹打中木块 A 及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统  A. 动量守恒、机械能守恒B. 动量不守恒、机械能守恒C. 动量守恒、机械能不守恒D. 无法判断动量、机械能

3、是否守恒 4. 下列情形中，满足动量守恒条件的是  A. 用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B. 子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量C. 子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D. 棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量 5. 如图所示，A 、 B 两物体中间连接一压缩弹簧，且用细线拴住，静止放在光滑水平地面上，C 物体与 B 靠在一起，烧断细线，下列说法正确的是  A. 弹簧拉伸至最长时，A 、 B 两物体和弹簧组成的系统总动量为 0 B. 弹簧拉伸至最长时，弹簧的弹性势能与初始时相同C. 弹簧拉伸至最长时，弹簧的弹性势

4、能小于初始时的弹性势能D. 弹簧拉伸至最长时，A 、 B 、 C 和弹簧组成的系统总动量不为 0 6. 如图所示，从 A 点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上 B 点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上 C 点，已知地面上 D 点位于 B 点正下方，B 、 D 间的距离为 h，不计空气阻力，则  A. A 、 B 两点间的距离为 h3 B. A 、 B 两点间的距离为 h4 C. C 、 D 两点间的距离为 233h D. C 、 D 两点间的距离为 2h 7. 如图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径可视为质点的小球

5、 A 、 B 质量分别为 mA 、 mB，A 球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的 B 球相碰，碰后 A 、 B 球均能刚好到达与管道圆心 O 等高处，关于两小球质量比值 mAmB 的说法正确的是  A. mAmB=2+1 B. mAmB=21 C. mAmB=1 D. mAmB=2 8. 如图所示，在光滑的水平面上有一质量为 M 、倾角为 的光滑斜面，一质量为 m 的物块从斜面上由静止下滑，下面给出的物块在下滑过程中对斜面压力大小 FN 的四个表达式中，只有一个是正确的，你可能不会求解，但是你可以通过分析，对下列表达式做出合理的判断，根据你的判断，合理的表达式应

6、为  A. MmgsinM+mcos2 B. mgcosM+msin2 C. MmgcosM+msin2 D. Mmgcosm+Msin2 二、双项选择题（共4小题；共16分）9. 如图所示，一异形轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成，置于光滑的水平面上，如果轨道固定，将可视为质点和物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块恰好停在水平轨道的最左端。如果轨道不固定，仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是  A. 物块与轨道组成的系统机械能不守恒，动量守恒B. 物块与轨道组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C. 物块仍能停在水平轨道的最左端D. 物块将从

7、轨道左端冲出水平轨道 10. 在水平地面上竖直放置一轻质弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零的过程中，（选地面为重力势能参考面）  A. 物体的重力势能减小B. 物体的动能增大C. 弹簧的弹性势能增大D. 小球的机械能不变 11. 如图甲所示，足够长的木板 B 静置于光滑水平面上，其上放置小滑块 A。木板 B 受到随时间 t 变化的水平拉力 F 作用时，用传感器测出木板 B 的加速度 a，得到如图乙所示的 aF 图象，已知 g 取 10m/s2，则  A. 滑块 A 的质量为 4kgB. 木板 B 的质量为 1kgC. 当 F=10N 时术板 B 的

8、加速度为 4m/s2D. 滑块 A 与木板 B 间动摩擦因数为 0.1 12. 如图所示小车在光滑的水平面上向左运动，木块在小车的水平车板上向右运动，且未滑出小车，下列说法中正确的是  A. 若小车的动量大于木块的动量，则木块先减速后加速再匀速运动B. 若小车的动量大于木块的动量，则小车先减速后加速再匀速运动C. 若小车的动量小于木块的动量，则木块先减速后匀速运动D. 若小车的动量小于木块的动量，则小车先减速后匀速运动 三、多项选择题（共1小题；共4分）13. 如图 1 长木板 A 放在光滑的水平面上，质量为 m=2kg 的另一物体 B 以水平速度 v0=2m/s 滑上原来静止的长木

9、板 A 的表面，由于 A 、 B 间存在摩擦，之后 A 、 B 速度随时间变化情况如图所示，则列说法正确的是  A. 木板获得的动能为 1J B. 系统损失的机械能为 2J C. 木板 A 的最小长度为 1m D. A 、 B 间的动摩擦因数为 0.2 答案第一部分1. D【解析】弹簧再次回到原长，相当于弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒和机械能守恒可知：mv0=mvA+2mvB 12mv02=12mvA2+122mvB2 解得：vA=13v0，vB=23v0 故A错误；物体 A 先做加速度增大的变减速运动，当弹簧最短时两者共速，此后弹簧逐渐伸长，物体 A 做加速度减小的变减速运动

10、，当 A 的速度减为零后，A 再做反向的加速度减小的变加速运动，故B错误；由A可知，弹簧再次恢复原长时，物体 A 的速度为 vA=13v0，弹簧弹力对 A 的冲量为其动量的变化量，即 I弹=p=13mv0mv0=43mv0 故C错误；当两者共速时弹簧弹性势能最大，由动量守恒和机械能守恒得 mv0=(m+2m)v共 Ep=12mv0212(m+2m)v共2 解得：Ep=13mv02 故D正确。2. A【解析】由 m 和 M 组成的系统水平方向动量守恒易得A正确；m 和 M 动量的变化与小车上表面的粗糙程度无关，因为车足够长，最终各自的动量与摩擦力大小无关。3. C4. B【解析】A中竖直方向合力

11、不为零；C中墙壁受地面的作用力；D中棒球受人手的作用，故合力均不为零，不符合动量守恒的条件.5. C【解析】弹簧伸长到等于原长的过程中弹簧对 ABC 组成的系统做正功，弹簧的弹性势能转化为三个物块的动能；弹簧从原长继续伸长的过程中，B 与 C 分离，A 与 B 的部分动能转化为弹簧的弹性势能。以 A 、 B 与弹簧组成的系统为研究对象，在弹簧伸长到原长的过程中，B 向右做加速运动，则 C 也向右做加速运动，所以 B 受到 C 的向左的作用力，可知 A 与 B 在运动的过程中沿水平方向受到的合外力不等于 0，二者和弹簧组成的系统总动量不为 0，故A错误；弹簧伸长的过程中弹簧对 ABC 组成的系统

12、做正功，弹簧的弹性势能转化为三个物块的动能；由于 C 带走一部分机械能，所以 A 、 B 与弹簧组成的系统的机械能减小，弹簧拉伸至最长时，弹簧的弹性势能一定小于初始时的弹性势能，故B错误，C正确；以三个物块与弹簧组成的系统为研究对象，则它们在水平方向受到的合外力等于 0，它们沿水平方向的总动量守恒，所以弹簧拉伸至最长时，A 、 B 、 C 和弹簧组成的系统总动量仍然为 0，故D错误。6. D【解析】 AB 段小球做自由落体运动，BC 段小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，两段时间相同，所以 A 、 B 两点间距离与 B 、 D 两点间距离相等，均为 h，故AB错误； BC 段平抛的初速度

13、v=2gh，所用的时间 t=2hg，所以 C 、 D 两点间距离 x=vt=2h，故C错误，D正确。7. A【解析】由 mgR=12mv2 可得：v=2gR，则两球碰后速度等大反向，碰撞前 A 球下滑到最低点与 B 碰前的速度设为 v0，由机械能守恒得：mg2R=12mv02，碰撞前后满足动量守恒，则有：mAv0=mBvmAv，以上各式联立可得：mAmB=2+1，A正确。8. C【解析】对斜面压力与斜面对 m 支持力是一对作用反作用力， FN 的水平分力 FN1=FNsin，FN 的竖直分力 FN2=FNcos，对 M 、 m 整体：水平方向不受外力，动量守恒有：mvx=Mv，整个系统无摩擦，

14、只有重力做功，设斜面高为 h，由机械能守恒得， mgh=12mv物2+12Mv2，设下滑时间为 t，对 M 由动量定理：FNsint=Mv，对 m：竖直方向，由动量定理：(mgFNcos)t=mvy，在水平方向，由动量定理：FNsint=mvx，又由于 v物2=vx2+vy2，解以上方程可得， FN=MmgcosM+msin2。第二部分9. B， C10. A， C11. B， C【解析】拉力 F 较小时，A 和 B 一起加速，当 F 等于 8N 时，加速度为：a=2m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有：F=(M+m)a，代入数据解得：M+m=4kg；而拉力 F 较大时，A 和 B 各自加速

15、，当 F 大于 8N 时，对 B，由牛顿第二定律得：a=FmgM=1MFmgM，由图示图象可知，图线得斜率：k=1M=1，解得木板的 B 的质量 M=1kg，滑块 A 的质量 m=3kg。故A错误，B正确。根据 F 大于 8N 的图线可知，F=6N 时，a=0，由 a=1MFmgM，可得：=0.2；当 F=10N 时，滑块与木板相对滑动，滑块的加速度为：a=1MFmgM=4m/s2，故C正确，D错误。12. A， C第三部分13. A， B， C【解析】由图知，木板获得的速度为 v=1m/s，根据动量守恒定律得：mv0=(M+m)v，则得，木板 A 的质量为：M=m(v0v)v=2×(21)1kg=2kg。木板获得的动能为：Ek=12Mv2=12×2×12J=1J。故A正确。由图得到：01