2017-2018学年高中物理 第16章 动量守恒定律 16.4 碰撞课时作业 新人教版选修3-5

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1、16.4碰撞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　题组一　碰撞的特点及可能性分析1．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是(　　)A．若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不同，碰后两球都静止答案　A解析　若两球质量相等，碰前两球总动量为零，碰后总动量也应该为零，由此分析可得A可能、B不可能；若两球质量不同，碰前两球总动量不为零，碰后总动量也不能为零，D不可能；若两球质量不同且碰后以某一相等速率分开，则总动

2、量方向与质量较大的球的动量方向相同，与碰前总动量方向相反，C不可能．2.如图1，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态可能是(　　)图1A．A和B都向左运动B．A和B都向右运动C．A静止，B向右运动D．A向左运动，B向右运动答案　D解析　两球碰撞过程动量守恒，取水平向右方向为正方向，碰撞前系统总动量：p＝mAvA＋mBvB＝m×2v0＋2m×(－v0)＝0，则碰撞后系统的总动量也为零，那么A、B应都静止或向相反方向

3、运动，知D正确．3．(多选)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答案　AB解析　设A球碰后的速度为vA，由题意有mv＝×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v.4．(多选)两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA＝4kg，mB＝2kg，A的速度vA＝3m/s(设为正)，B的速度vB＝－3

4、m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为(　　)A．均为＋1m/sB．＋4m/s和－5m/sC．＋2m/s和－1m/sD．－1m/s和＋5m/s答案　AD解析　由动量守恒，可验证四个选项都满足要求．再看动能变化情况：Ek前＝mAv＋mBv＝27JEk后＝mAvA′2＋mBvB′2由于碰撞过程中总动能不可能增加，所以应有Ek前≥Ek后，据此可排除B；选项C虽满足Ek前≥Ek后，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此C选项错误；验证A、D均满足Ek前≥Ek后，且碰后状态符合实际，故正确选项为

5、A、D.题组二　碰撞模型的处理5．(多选)下列说法正确的是(　　)A．在弹性碰撞中，系统的动量和机械能都守恒B．在完全非弹性碰撞中，系统损失的机动能最大C．在非弹性碰撞中，系统的动量和机械能都不守恒D．在非弹性碰撞中，系统的动量守恒而机械能不守恒答案　ABD6.如图2所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是(　　)图2A．A开始运动时B．A的速度等于v时C．B的速度等于零时D．A和B的速度相等时答案　D解析　

6、对A、B组成的系统由于水平面光滑，所以动量守恒．而对A、B、弹簧组成的系统机械能守恒，即A、B动能与弹簧弹性势能之和为定值．当A、B速度相等时，可类似于A、B的完全非弹性碰撞，A、B总动能损失最多．此时弹簧形变量最大，弹性势能最大．7．(多选)如图3甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰．小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前、后的x－t图象．已知m1＝0.1kg，由此可以判断(　　)图3A．碰前m2静止，m1向右运动B．碰后m2和m1都向右运动C．由动量守恒可以算出m2＝0.3kgD．碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能答案　AC解

7、析　由x－t(位移－时间)图象的斜率知，碰前m2静止，m1速度大小为v1＝＝m/s＝4m/s，方向只有向右才能与m2相撞，A正确，B错误；碰后m2向右运动v2′＝2m/s，m1向左运动v1′＝－2m/s，两球运动方向相反，根据动量守恒定律得，m1v1＝m2v2′＋m1v1′，代入解得m2＝0.3kg，C正确；碰撞过程中系统损失的机械能为ΔE＝m1v－m1v1′2－m2v2′2，代入解得ΔE＝0，D错误．8.如图4所示，木块A和B质量均为2kg，置于光滑水平面上．B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4m/s的速度向B撞击时

8、，A、B之间由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为(　　)图4A．4JB．8JC．16JD．32J答案　B解析　A与B碰撞过程动量