【同步】高中物理鲁科版(2019)选择性必修1：第1章第4节弹性碰撞与非弹性碰撞分层作业课件

第1章第4节弹性碰撞与非弹性碰撞12345678910111213A级必备知识基础练1.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A123456789101112132.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移—时间图像如图所示。由图可知,物体A、B的质量之比为(

)A.1∶1

B.1∶2 C.1∶3

D.3∶1C解析

由题图知,碰前vA=4

m/s,vB=0。碰后vA'=vB'=1

m/s,由动量守恒可知mAvA+0=mAvA'+mBvB',解得mB=3mA。故选项C正确。123456789101112133.质量为m的小球A以水平速率v与静止在光滑水平面上质量为3m的小球B正碰后,小球A的速率变为,则碰后B球的速度为(以A球原方向为正方向)(

)D12345678910111213123456789101112134.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两个小球在同一直线上运动。两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为8kg·m/s,运动过程中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则(

)A.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3B.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6C.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3D.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6C解析

A、B两球发生碰撞,规定向右为正方向,由动量守恒定律可得ΔpA=ΔpB,由于碰后A球的动量增量为负值,所以右边不可能是A球,如果右边是A球则动量的增量应该是正值。因此碰撞后A球的动量为4

kg·m/s,所以碰撞后B球的动量是增加的,为12

kg·m/s,由于mB=2mA,所以碰后A、B两球速度大小之比为2∶3,C正确。12345678910111213123456789101112135.(多选)如图所示,用两根长度都等于L的细绳,分别把质量相等、大小相同的a、b两球悬于同一高度,静止时两球恰好相接触。现把a球拉到细绳处于水平位置,然后无初速释放,当a球摆动到最低位置与b球相碰后,b球可能升高的高度为(

)ABC解析

若a、b两球发生弹性碰撞,易知b球上摆的高度可达L;若a、b两球发生完全非弹性碰撞(即碰后两球速度相同),则根据mv=2mv'和12345678910111213123456789101112136.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开了一定的距离,如图所示。具有动能E0的第1个物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘在一起,这个整体的动能为

。

12345678910111213123456789101112137.在冰壶世锦赛上,中国队运动员将质量为m的冰壶推出,冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的瑞典队冰壶,然后中国队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心。若两冰壶质量相等。(1)求瑞典队冰壶获得的速度大小。(2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。12345678910111213解析

(1)由动量守恒定律知mv1=mv2+mv3将v1=0.4

m/s,v2=0.1

m/s代入上式得v3=0.3

m/s。因为E1>E2,所以两冰壶间的碰撞为非弹性碰撞。答案

(1)0.3m/s

(2)非弹性碰撞123456789101112138.如图所示,竖直平面内的

圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2m;A和B的质量相等;A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2。重力加速度g取10m/s2。求:(1)碰撞前瞬间A的速率v;(2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v';(3)A和B整体在桌面上滑动的距离l。

12345678910111213解析

(1)设滑块的质量为m,根据机械能守恒定律mgR=mv2得碰撞前瞬间A的速率(2)A、B组成的系统在水平方向上动量守恒,以碰撞前瞬间A的速度方向为正方向,根据动量守恒定律mv=2mv'得碰撞后瞬间A和B整体的速率v'=v=1

m/s。(3)根据动能定理

(2m)v'2=μ(2m)gl得A和B整体沿水平桌面滑动的距离l==0.25

m。答案

(1)2m/s

(2)1m/s

(3)0.25m12345678910111213B级关键能力提升练9.甲、乙两铁球质量分别是m1=1kg、m2=2kg,在光滑水平面上沿同一直线运动,速度分别是v1=6m/s、v2=2m/s。甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是(

)A.v1'=7m/s,v2'=1.5m/sB.v1'=2m/s,v2'=4m/sC.v1'=3.5m/s,v2'=3m/sD.v1'=4m/s,v2'=3m/sB解析

以甲的初速度方向为正方向,碰前的总动量p1=m1v1+m2v2=(1×6+2×2)

kg·m/s=10

kg·m/s,碰前的动能为故A项不符合题意;同理B项中动量守恒,机械能不增加,且碰后v2'>v1',不会发生二次碰撞,B项符合题意;C项中动量不守恒,不符合题意;D项中动量守恒,机械能不增加,但v1'>v2',会发生二次碰撞,故D项不符合题意。123456789101112131234567891011121310.(多选)(2023山东日照模拟)在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定在墙上,如图甲所示。物体A以速度v0向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B,如图乙所示。物体A以3v0的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x,下列判断正确的是(

)A.图乙所示的运动过程中,物体A和物体B组成的系统机械能守恒B.物体A的质量为8mC.弹簧压缩量最大时物体B的速度为D.弹簧压缩量最大时的弹性势能为BC解析

图乙所示的运动过程中,弹簧被压缩,物体A、B的机械能一部分转化为弹性势能,物体A、B组成的系统机械能不守恒,故A错误;设物体A的质量为M,图甲中物体A压缩弹簧,最大压缩量为x时,物体A的动能全部转化为弹簧的弹性势能,设为Ep,则有

,图乙中物体A以3v0的速度向右压缩弹簧过程中,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,当二者共速时,弹簧达到最大压缩量x,取向右为正方向,由动量守恒定律有M·3v0=(M+m)v,水平面光滑,A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律有123456789101112131234567891011121311.(多选)如图所示,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触。现将摆球a向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是(

)A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相等D.第一次碰撞后,两球的最大摆角相等AD123456789101112131234567891011121312.(2023天津高二模拟)在某爆炸实验基地,把爆炸物以40m/s的速度斜向上发射。当爆炸物动能为发射时的四分之一时恰好到最高点,此时爆炸物炸裂成A、B两块,其中mA=0.2kg、mB=0.8kg。经测量发现,A块恰好以原轨迹落回,忽略空气阻力及炸药质量。(1)若爆炸时间持续0.005s,求爆炸过程A、B间的平均作用力大小;(2)求爆炸过程中增加的机械能。12345678910111213解析

(1)设爆炸物初速度为v0,在最高点速度为v,则有联立解得v=20

m/s取爆炸物爆炸前运动方向为正方向,爆炸后裂成两块做平抛运动,A块恰好以原轨迹落回,则爆炸后A的速度vA=-v=-20

m/s对物块A,由动量定理得-Ft=mAvA-mAv解得F=1

600

N。12345678910111213(2)在最高点,爆炸过程中水平方向动量守恒,由动量守恒定律得(mA+mB)v=mAvA+mBvB解得vB=30

m/s则爆炸过程中增加的机械能解得ΔE=200

J。答案

(1)1600N

(2)200J1234567891011121313.如图所示,三个质量相