5弹性碰撞和非弹性碰撞 练习.docx

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1、2021-2022人教版（2019）高二物理选修一L5弹性碰撞和非弹性碰撞学校:姓名:班级：考号：一、单项选择题1.如下图，光滑水平面上，物块B和物块C之间连接一根轻质弹簧，一起保持静止 状态，物块A以一定速度从左侧向物块B运动，发生时间极短的碰撞后与物块B粘在 一起，然后通过弹簧与C 一起运动。以下说法正确的选项是（ ）v0IT Wwwww4c/A. A和B发生碰撞的过程中，A和B组成的系统动量守恒B. A和B发生碰撞的过程中，A和B组成的系统机械能守恒C. A和B碰撞后，三个物块和弹簧组成的系统机械能不守恒D.整个过程中，三个物块和弹簧组成的系统动量不守恒2 .光滑水平地面上，A, B两物

2、体质量都为根，A以速度u向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如下图，当A撞上弹簧，弹簧被压缩最短时（）A. A、B系统总动量为2根丫A. A、B系统总动量为2根丫A. A、B系统总动量为2根丫C. B的动量到达最大值B. A的动量变为。D. B的速度为:u3 .如下图，质量加=4kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=lm,现有质量仅2 =2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度卬=3m/s从左端滑上小车。物块与车上外表间的动摩擦因数=。.5,取g=10m/s2,那么物块滑上小车后（）A.滑块和小车组成的系统动量不守恒B.滑块和小车组成的系统机械能守恒C.经过一段时间从小车右端滑下E = J

3、多说可得vo=6 m/s碰撞过程动量守恒，因是弹性碰撞，那么%=也匕+%121212mA =mA + 3 mBy2联立解得V2=4 m/s应选BoACD【详解】A.设碰撞前两个物体的动量分别为0、以，根据动量守恒定律得pi +P2= 0知碰撞前两个物体的动量大小相等，方向相反，那么系统碰前的总动量为零，A正确；B.根据动量守恒有mAVA - mBVB - 0 （取A的速度方向为正）由于A、8两物体的质量关系未知，那么无法判断两者的速度关系，B错误；C.如果A的质量大于B的质量，那么根据3选项可知VA VBc正确；D.由题知碰撞之后两物体都静止在光滑水平面上，系统的机械能全部转化为内能，D正确。

4、 应选ACDoBC【详解】小球从A到8的运动过程中，由于系统受到左侧墙壁的弹力，故槽静止不动；小球从3到 C的运动过程中，槽离开左侧墙壁，不再受水平方向上的外力，故小球与槽组成的系统水平 方向上的动量守恒，但是竖直方向动量不守恒，那么球与槽组成的系统动量不守恒；小球运动 到C点时既有水平速度也有竖直速度，那么速度不为0;此时槽有向右的速度，那么球对槽做正 功；小球由A到。运动的过程中，因为只有重力做功，那么球与槽组成的系统机械能守恒。应选项BC正确，AD错误。应选BCoAD【详解】A.。下滑过程机械能守恒，有解得V0=y2gRP、。发生完全弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向

5、，由动量守恒 定律得4 2% =mvQ +4mvp由机械能守恒定律得故A正确;B.物块P在粗糙水平面上做匀减速直线运动，最终速度为零，由动能定理1 9一 Amgx = 04mVp得8Rx =25故B错误；C.设当物块。的位移为x时速度为对Q,由动能定理得mgx = mv2解得故C错误;D. P、。发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv -+ 4mVp由机械能守恒定律得解得解得碰撞后。向左做减速运动，尸向右做减速运动，对尸,由动能定理得-/ mgxp =0- 4mv-/ mgxp =0- 4mv-/ mgxp =0- 4mv解得对Q解得Xp = RP

6、 125-mgxQ=O-m18xn = xQ 125不会发生第三次碰撞，所以P最终停下来所走过的位移为d-x-xpd-x-xpd-x-xp48RT2?故D正确。应选AD。9. BC【详解】AB. A与B碰撞过程，二者组成的系统合力为零，系统的动量守恒，完全非弹性碰撞，此 过程中系统的机械能减少，转化为内能，所以机械能不守恒，故A错误，B正确；CD. A与B一起压缩弹簧的过程，A、B、C及弹簧组成的系统合外力为零，系统的动量守 恒。由于只有弹簧的弹力做功，所以，系统的机械能也守恒。故C正确，D错误。应选BCo(1)伍晨(2) 4.5叫；【详解】(1)小球A从M到N的过程中，由动能定理12mgR

7、- - mv解得：v =2gR ；(2)小球A、B碰撞过程，碰后瞬间共同速度为匕，由动量守恒定律得mv = (m4-377i)V1碰后瞬间A、B一起做圆周运动有v,2N 一 (m + 3m) g = (m + 3m)R由牛顿第三定律得N = N = 4.5mg(M -6m)vJL_5m【详解】规定快艇运动方向为正方向，由动量守恒定律得6Mv = (M - m) v - mvl解得鱼雷相对静水的发射速度为(M -6m)vvi =5m15. (1) 3m/s； (2) 30J【详解】对两球组成的系统，在碰撞过程中由动量守恒定律可得犯% = m2V2 +mivi其中v2 = -2m/s解得V1 -3

8、m/s即碰撞后甲球的速度大小为3m/s o根据能量守恒定律可得解得E = 30J16. (1) 1.6m/s； (2) 1.2s； (3) 2.4m【详解】物块在小车上滑动的过程中，系统动量守恒，由动量守恒定律得根 20=(m1+相2)V解得v=1.6m/s(2)(2)(2)物块在小车上滑动的过程中，对小车由动量定理得勿勿 V-0解得Z=1.2s(3)Z=1.2s(3)(3)(3)物块在小车上滑动的过程中，对系统由能量守恒得解得d=2.4mD.整个过程中系统产生的热量为6J4.如下图，光滑水平面上有质量均为机的物块A和B, 8上固定一轻质弹簧，3静止A以速度水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被

9、压缩到最短的过程中（）如止A以速度水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中（）如如如A. A、8及弹簧所构成的系统动量守恒，机械能不守恒B.在任意一段时间内两物体所受弹力的冲量相同C.在任意时刻系统动能均为;D.弹簧获得的最大弹性势能为皿4.如下图，A、B两个大小相同、质量不等的小球放在光滑水平地面上，A以3m/s的速率向右运动，B以lm/s的速率向左运动，发生正碰后A、B两小球都以2m/s的速率反弹，那么A、B两小球的质量之比为（）”/A. 5:3B. 3:5C. 1:1D. 3:1.在光滑的水平面上，质量为仍的小球A以速率均向右运动。在小球A的正前方有一质量为他的小球8处于静

10、止状态，如下图。小球A与小球5发生弹性碰撞后，均向右运动，且碰后4 8的速度大小之比为1： 3,那么两小球质量之比就为（）/777777777777777777Z7A. 1： 2B. 2： 1C. 3： 1D. 1： 35 .如下图，光滑水平面上有质量均为根的物块A和5 5上固定一轻质弹簧，3静止，A以速度如水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中（）A nA/WWWWVW1 B7777777777/77777777777777777777777777777777777777777777777777A. A, 8的动量变化量相同B. A, B的动量变化率相同c. A, 3系统的总

11、动能保持不变D. A, B系统的总动量保持不变.如下图，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块 B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放。圆 弧轨道半径R=L8m,小滑块的质量关系是/加=2以，碰撞为弹性碰撞，重力加速度 g=10m/s2那么碰后小滑块B的速度大小是（）A. 5m/s8 .如下图，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块 B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放。圆 弧轨道半径R=L8m,小滑块的质量关系是/加=2以，碰撞为弹性碰撞，重力加速度 g=10m/s2那么碰后小滑块B

12、的速度大小是（）B. 5m/sC. 5m/sD. 5m/sE. 4m/sF. 3m/sG. 2m/s二、多项选择题.如下图，A、B两个物体在光滑水平面上相向运动，其速度大小分别为办、力,碰撞之后两物体都静止在光滑水平面上。根据以上条件可以判断（）A.系统碰前的总动量为零B.根据动量守恒定律，可以判断碰前巳二以C.如果A的质量大于5的质量，那么 以D.系统的机械能全部转化为内能10.如下图，内壁光滑的半圆弧槽挨着竖直墙壁放在光滑水平地面上。将一小球自槽 口A的正上方P点由静止释放，小球从A点进入槽内，恰能到达槽右端C点。那么以下 说法正确的选项是（）A.小球运动到C点时速度为0B.小球由5到。运

13、动的过程中，球对槽做正功C.小球由A到。运动的过程中，球与槽组成的系统机械能守恒D.小球由8到。运动的过程中，球与槽组成的系统动量守恒.如图，半径为R的四分之一圆弧与水平地面平滑连接，圆弧内外表光滑。质量为4机的物块P （可看成质点）放在水平轨道光滑与粗糙的连接处，尸左侧光滑，P右侧粗 糙。质量为根的小物块。（可看成质点）自圆弧顶端静止释放，P、。与粗糙水平 面间的动摩擦因数均为 =0.5, P、Q碰撞时间极短，为弹性碰撞，与圆弧连接的水平 面有很长一段是光滑的，P停止之前Q不会与其发生再一次碰撞，重力加速度为g。那么 （ ）第一次碰撞后Q的速度大小为1从第一次碰撞后到第二次碰撞前P的位移大小

14、为啜 第二次碰撞前Q的速度大小为段我最终P停止时所通过的位移大小为登.木块A、B、C置于光滑的水平面上，B和C之间用一轻质弹簧相连接，整个装置 处于静止状态，现给A初速度，使其沿B、C连线向B运动，随后与B相碰并粘合 在一起，那么以下说法正确的选项是（）A与B碰撞过程，二者组成的系统动量守恒、机械能守恒A与B碰撞过程，二者组成的系统动量守恒、机械能不守恒A. A与B一起压缩弹簧的过程，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒A与B一起压缩弹簧的过程，A、B、C及弹簧组成的系统动量不守恒、机械能不守 恒三、解答题.如下图，半径为R的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，现将一质量为3根 小球B静

15、放在轨道的最低点N,让另一质量为m的小球A从轨道的最高点M由静止释 放，两球在最低点碰后一起运动。重力加速度为g,求：(1)小球A与B球碰前瞬间的速度大小;(2)两小球在最低点对轨道的压力。N.在某次军事演习中，载有鱼雷的快艇总质量为以速度u匀速前进，现沿快艇前 进的反方向发射一颗质量为用的鱼雷后，快艇速度增为原来的巳倍，假设不计水的阻力, 求鱼雷相对静水的发射速度为多大。13 .如下图，质量为町=4.0kg的甲球静止在光滑的水平地面上，另一直径相同质量生= LOkg的乙球，以 =10m/s的速度与甲球发生正面碰撞，碰撞后乙球以2m/s的速率被反向弹回，求：(1)碰撞后甲球的速度大小；(2)碰

16、撞过程系统损失的机械能。%甲球乙球O O/16.如下图，质量如=3kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平 台等高，平台上放置质量m2=2kg的小物块，小物块可视为质点。小物块以w=4m/s的 初速度向右运动，滑上小车。小物块未从小车上滑下，小物块与车顶间的动摩擦因 数 =0.2。求：(1)小车最终的速度；(2)小物块相对小车运动的时间；(3)小车的最小长度。/J/)/l/7n777777777/777777T参考答案1. A【详解】A和B发生碰撞的过程中，由于碰撞时间极短，所以A和B组成的系统动量守恒，故A正确；A和B发生碰撞的过程中，碰撞后A与物块B粘在一起，所以A和B组成的

17、系统要产 生内能，系统机械能减少，故B错误；A. A和B碰撞后，三个物块和弹簧组成的系统只发生弹性势能与动能之间的相互转化，系 统机械能守恒，故C错误；D.整个过程中，三个物块和弹簧组成的系统满足动量守恒定律的条件，所以系统动量守恒, 故D错误。应选AoD【详解】A、B系统总动量守恒，开始时总动量为机口那么当弹簧被压缩最短时，系统的总动量仍为mv,此时AB两物体具有共同速度，根据动量守恒mv=2mvr解得,1v = - v2此后B的速度继续变大，那么当弹簧最短时，B的动量还没有到达最大值，那么选项ABC错误,D正确；应选Do2. D【详解】A.滑块和小车组成的系统受合外力为零，那么动量守恒，选

18、项A错误；B.小车间有摩擦力，要产生内能，所以滑块和小车组成的系统机械能不守恒，故B错误；C.假设物块最终与小车共速，共同速度为也取向右为正方向，由动量守恒定律得根据能量守恒定律得22gd=根2M心 (21 + m2 ) V2解得滑块相对于小车滑行的距离为d=0.6mL= 1m所以滑块不会从小车右端滑下，故C错误；D.整个过程中系统产生的热量为Q=?2gd=6J故D正确。应选D。3. D【详解】A. A、3及弹簧所构成的系统受合外力为零，那么动量守恒；系统只有弹力做功，那么机械能 守恒，选项A错误；B.在任意一段时间内两物体所受弹力的冲量大小相同，但是方向不同，选项B错误；C.随着弹簧的不断压

19、缩，弹性势能逐渐变大，那么在任意时刻系统动能逐渐减小，不是总为 ；加4，选项C错误；D.当弹簧压缩到最短时两物体共速mv0 = 2mv那么弹簧获得的最大弹性势能为Ex；*一选项D正确。应选DoB【详解】向右为正方向，那么由动量守恒可知x 3 7/1 x 1 = mA x 2 + x 2解得应选BoC【详解】 碰撞过程由动量守恒定律及机械能守恒定律分别可得联立解得m, -nu2ml由题意可知联立解得色=3应选C。4. D【详解】 光滑水平面上，物块A、B和弹簧组成的系统动量守恒，即A, 8系统的总动量保持不变,由系统动量守恒可知动量变化量是矢量，所以A的动量变化量0,而B的动量的变化量0,由动量定理可知，动 量的变化率等于物体所受合外力，A、B两物体所受合外力大小相等、方向相反，所受合外 力不同，动量的变化率不同，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中，弹簧的弹性 势能增大，所以A, B系统的总动能减小，D正确。应选D。5. B【详解】 物块A下滑到最低点时