高中物理第十六章动量守恒定律4碰撞自主训练新人教版选修3-5

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1、4碰撞自主广场我夯基我达标1.如图16-4-3所示在质量为M的小车挂有一单摆，摆球的质量为mo,小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地而运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，在此碰撞过程中，下列哪个或哪些情况的说法是可能发生的（）////////////////////图16-4-3A.小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为vi、V2、v3,满足v=Mvi+mv2-*-moV3B.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为V】和V2,满足M=MV

2、+IT1V2C.摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v.,Mv=（M+m）V1D.小车和摆球的速度都为vi,木块

3、的速度变为V2,满足（M+mo）v=（M+mo）v1+mv2.思路解析:在小车与木块直接碰撞的瞬间，彼此作用很大，所以它们的速度在瞬间发生改变,在此期间它们的位移可看为零，而摆球并没有直接与木块发生力的作用，因为在它与小车共同匀速运动吋，摆线沿竖直方向，因此绳的拉力不变，而小车和木块碰撞后，可能以各自不同的速度继续向前运动，也可能以共同速度（完全非弹性碰撞）向前运动.答案:BC2.如图16-4-4所示，质量为m的小球从高hi处自由下落，触地后反弹高度h2,触地过程小球动量变化大小是（）B.m^2gh2C.一强毗）D.加（J2g%+』2血）思路解析:规定向上为正方向，设触地前一瞬间小球

4、的速度V】，由自由落体过程有V】二_J2g〃］反弹速度V2,由竖直上抛过程有V2二岳石方向如题图所示，由Ap=p2-piW△p二mv2一mvi=m^2gh2-）=mQ2gh、+y/2gh2）•答案:D3.质量相等的两个小球A、B,在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动.A球初动量为7kg・m/s,B球的初动量为5kg・m/s.当A追上B球发生碰撞后，A、B两球动量的可能值为（）A.p,=6kg・m/spb二6kg・m/sB.pa-3kg•m/spb=9kg•m/sC.Pa=~2kg•m/spb=14kg・m/sD.Pa=~4kg・m/spb=10kg•m/s思路解析：该类题中发生的

5、物理过程，应同时满足：碰撞前后系统动量守恒，即Ap=O,碰撞前后系统的动能不能增加，即△ExWO.分析A、B、C、D四个选项，可知D不满足动量守恒，故D不正确.A、B、C三个选项均满足动量守恒，但B、C选项屮，碰撞后系统的动能均大于碰撞前的系统动能，故B、C不正确，只有A正确.答案:A1.两个小球A、B在光滑水平面上相向运动,已知它们的质量分别是mp4kg,m2=2kg,A的速度vf3m/s（设为正）,B的速度v2=-3m/s,则它们发生正碰后，其速度可能分别是（）A.均为+1m/sB.+4m/s和-5m/sC.+2m/s和Tm/sD.-1m/s和+5m/s思路解析：由动量守恒，可验

6、证4个选项都满足要求.再看动能变化情况Ek二一in,v,~H—=—X4X9J+—X2X9J=27J22…22,1,212Ek=—V]~+—m2v2由于碰撞过程动能不可能增加，所以应有Ek^E/,据此可排除选项B.选项C虽满足EkMEk',但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍保持原来速度的方向（v/>0,vbz<0）,这显然是不符合实际的，因此选项C错误.验证选项A、D均满足Ek>E「•故正确的选项为A（完全非弹性碰撞）和D（弹性碰撞）.答案:AD2.质量为mFlOg的小球，在光滑水平桌面上以Vl=30m/s的速率向右运动，恰好遇上质量为m2=50g,速度v2=10m/s向左运

7、动的另一小球并发生正碰，如图16-4-5所示，碰撞后小球血恰好停止运动，求碰撞后小球血的速度是多大？思路解析:设vi的方向为正方向，则碰撞前mi的速度vi=30m/s,叫的速度V2=T0m/s,碰撞后ms速度为V2‘=0,由动量守恒定律有mM+m2V2二mivi'+1比

8、:本题所研究的过程可划分成两个物理过程.第一是子弹射入A的过程（从子弹开始射入A到它们获得相同速度），由于这一过程的时间很短，物体A的位移可忽略，故弹簧没有形变，B没有受到弹簧的作用，其运动状态没有变化，所以这个过程中仅是子弹和A发生相互作用（碰撞），由动量守恒定律，有mvo=（m+niA）v】则子弹和A获得的共同速度为VF777V°=吃m+mA4第二是A（包括子弹）以仃的速度开始压缩弹簧，在这一过程中，A（包括子弹）向右做减速运动，B向右做加速运动，当