2020_2021学年高中物理第1章动量守恒研究3科学探究__一维弹性碰撞课时练习含解析鲁科版选修3_5.doc

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1、科学探究——一维弹性碰撞(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.在光滑水平面上停放着两木块A和B,A的质量大,现同时施加大小相等的恒力F使它们相向运动,然后又同时撤去外力F,结果A和B迎面相碰后合在一起,问A和B合在一起后的运动情况将是(　　)A.停止运动B.因A的质量大而向右运动C.因B的速度大而向左运动D.运动方向不能确定【解析】选A。碰撞问题应该从动量的角度去思考,而不能仅看质量或者速度,因为在相互作用过程中,这两个因素是共同起作用的。由动量定理知,A和B两

2、木块在碰撞之前的动量等大反向,碰撞过程中动量守恒,因此碰撞之后合在一起的总动量为零,故选A。2.在高速公路上发生了一起交通事故,一辆质量为1500kg向南行驶的货车迎面撞上一辆质量为3000kg向北行驶的卡车,撞后两车连在一起,并向南滑行一段距离后停止。根据测速仪的测定,货车撞前以20m/s的速度匀速行驶,由此可判断卡车撞前的行驶速度(　　)A.小于10m/sB.大于10m/s,小于20m/sC.大于20m/s,小于30m/sD.大于30m/s,小于40m/s【解析】选A。两车碰撞过程中尽管受到

3、地面的摩擦力作用,但远小于相互作用的内力(-10-/10碰撞力),所以动量守恒。依题意,碰撞后两车以共同速度向南滑行,即碰撞后系统的末动量方向向南。设货车和卡车的质量分别为m1、m2,撞前的速度大小分别为v1、v2,撞后共同速度为v,选定向南为正方向,根据动量守恒定律有m1v1-m2v2=(m1+m2)v,又v>0,则m1v1-m2v2>0,代入数据解得v2

4、方向相反,将碰撞后小钢球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1,小钢球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2,则必有(　　)A.E1E0D.p2p0,选项D错误。由于碰撞后系统的机械能总量不可能大于碰撞前系统机械能总量,即E0≥E1+E2故有E0>E1和E0>E2,选项A

5、正确,选项C错误。由动能和动量的关系Ek=,结合选项A的结果,可判断选项B正确。4.(多选)(2020·某某高二检测)质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的,那么碰撞后B球的速度大小可能是(　　)A.vB.vC.vD.v【解析】选A、B。设A球碰后的速度为vA,由题意有m=×mv2,则vA=v,碰后A的速度有两种可能,因此由动量守恒有mv=m×v+2mvB或mv=-m×v+2mvB,解得vB=v或-10-/10v,A

6、、B正确。5.(多选)在2018年世界斯诺克国际锦标赛中,中国选手丁俊晖把质量为m的白球以5v的速度推出,与正前方另一静止的相同质量的黄球发生对心正碰,碰撞后黄球的速度为3v,运动方向与白球碰前的运动方向相同。若不计球与桌面间的摩擦,则(　　)A.碰后瞬间白球的速度为2vB.两球之间的碰撞属于弹性碰撞C.白球对黄球的冲量大小为3mvD.两球碰撞过程中系统能量不守恒【解析】选A、C。由动量守恒定律可知,相同质量的白球与黄球发生对心正碰,碰后瞬间白球的速度为2v,故A正确。碰前的动能为m(5v)2=

7、mv2,碰后的动能为m(3v)2+m(2v)2=mv2,两球之间的碰撞不属于弹性碰撞,故B错误。由动量定理,白球对黄球的冲量I大小就等于黄球动量的变化Δp,Δp=3mv-0=3mv,故C正确。两球碰撞过程中系统能量守恒,损失的动能以其他形式释放,故D错误。故选A、C。6.在光滑的水平面上有a、b两个小球,质量分别是ma、mb,两小球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两小球在碰撞前、后的速度图象如图所示,关于两个小球的质量关系,下列说法中正确的是(　　)A.ma>mbB.ma

8、C.ma=mbD.无法判断【解析】选B。由图可知b球碰前静止,a球的速度为2v0。碰后a球的速度为-v0,b球速度为v0,两球碰撞过程中动量守恒,机械能守恒,取碰撞前a球的速度方向为正方向,-10-/10由动量守恒定律有:ma(2v0)=ma(-v0)+mbv0得:3ma=mb,故ma