高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 第4節(jié) 碰撞課下作業(yè)

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第4節(jié) 碰撞1在光滑水平面上，兩球沿球心連線以相等速率相向而行，并發(fā)生碰撞，下列現(xiàn)象可能的是(）a若兩球質(zhì)量相同,碰后以某一相等速率互相分開b若兩球質(zhì)量相同，碰后以某一相等速率同向而行c若兩球質(zhì)量不同，碰后以某一相等速率互相分開d若兩球質(zhì)量不同,碰后以某一相等速率同向而行解析：光滑水平面上兩小球的對(duì)心碰撞符合動(dòng)量守恒的條件，因此碰撞前、后兩小球組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒。a項(xiàng)，碰撞前兩球總動(dòng)量為零 ，碰撞后也為零,動(dòng)量守恒，所以a項(xiàng)是可能的。b項(xiàng),若碰撞后兩球以某一相等速率同向而行，則兩球的總動(dòng)量不為零,而碰撞前為零，所以b項(xiàng)不可能.c項(xiàng)，碰撞前、后系統(tǒng)的總動(dòng)量的方向不同,

2、所以動(dòng)量不守恒,c項(xiàng)不可能。d項(xiàng)，碰撞前總動(dòng)量不為零 ，碰后也不為零，方向可能相同，所以d項(xiàng)是可能的。答案：ad2如圖1甲所示，一質(zhì)子以v11.0107 m/s的速度與一個(gè)靜止的未知核正碰，碰撞后質(zhì)子以v16。0106 m/s的速度反向彈回,未知核以v24。0106 m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，如圖1乙所示。則未知核的質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的（)圖1a2倍b3倍c4倍 d5倍解析：質(zhì)子與未知核碰撞時(shí)兩者動(dòng)量守恒，m1v1m1v1m2v2，得4倍，故c正確。答案:c3如圖2所示，水平面上o點(diǎn)的正上方有一個(gè)靜止物體p，炸成兩塊a、b水平飛出，分別落在a點(diǎn)和b點(diǎn)，且oaob。若爆炸時(shí)間極短，空氣阻力不計(jì),則（)

3、 圖2a落地時(shí)a的速度大于b的速度b落地時(shí)a的速度小于b的速度c爆炸過程中a增加的動(dòng)能大于b增加的動(dòng)能d爆炸過程中a增加的動(dòng)能小于b增加的動(dòng)能解析:p爆炸而成兩塊a、b過程中在水平方向動(dòng)量守恒,則mavambvb0，即papb由于下落過程是平拋運(yùn)動(dòng),由圖vavb，因此mamb，由ek知ekaekb，即c項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)誤；由于vavb，而下落過程中兩塊在豎直方向的速度增量為gt是相等的，因此落地時(shí)仍有vavb，即a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:ac4如圖3所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為m3 kg的薄板和質(zhì)量為m1 kg的物塊，都以v4 m/s的初速度朝相反方向運(yùn)動(dòng)，它們之間有摩擦，薄板足夠長,當(dāng)薄板

4、的速度為2。4 m/s時(shí),物塊的運(yùn)動(dòng)情況是 (） 圖3a做加速運(yùn)動(dòng)b做減速運(yùn)動(dòng)c做勻速運(yùn)動(dòng) d以上運(yùn)動(dòng)都可能解析：薄板足夠長，則最終物塊和薄板達(dá)到共同速度v，由動(dòng)量守恒定律得（取薄板運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍﹎vmv(mm)v，v m/s2 m/s。共同運(yùn)動(dòng)速度的方向與薄板初速度的方向相同。在物塊和薄板相互作用過程中,薄板一直做勻減速運(yùn)動(dòng)，而物塊先沿負(fù)方向減速到速度為零,再沿正方向加速到2 m/s。當(dāng)薄板速度為v12.4 m/s時(shí)，設(shè)物塊的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得：mvmvmv1mv2，即v2 m/s0。8 m/s。此時(shí)物塊的速度方向沿正方向，故物塊正做加速運(yùn)動(dòng)，a選項(xiàng)正確。答案：a5a、b兩球之

5、間壓縮一根輕彈簧，靜置于光滑水平桌面上。已知a、b兩球質(zhì)量分別為2m和m。當(dāng)用板擋住a球而只釋放b球時(shí)，b球被彈出落于距桌邊距離為x的水平地面上，如圖4所示.當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧,取走a左邊的擋板，將a、b同時(shí)釋放時(shí)，b球的落地點(diǎn)距桌邊距離為 (） 圖4a. b。xcx d。x解析:當(dāng)用板擋住小球a而只釋放b球時(shí),根據(jù)能量守恒有：epmv，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：xv0t.當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧，取走a左邊的擋板，將a、b同時(shí)釋放時(shí)，設(shè)a、b的速度分別為va和vb，則根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒有:2mvamvb0,ep2mvmv,解得vbv0,b球的落地點(diǎn)距桌邊距離為xvbtx，d選項(xiàng)正確。答案:d

6、6質(zhì)量為20 g的小球a以3 m/s的速度向東運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻和在同一直線上運(yùn)動(dòng)的小球b迎面正碰。b球質(zhì)量為50 g，碰撞前的速度為2 m/s，方向向西.碰撞后,a球以1 m/s的速度向西返回，b球的速度大小為_，方向_。解析：a、b兩球的正碰過程動(dòng)量守恒,m1v1m2v2m1v1m2v2，設(shè)向東方向?yàn)檎较?，則有：v13 m/s，v22 m/s，v11 m/s,代入上式，得v20。4 m/s。即碰后b球速度大小為0.4 m/s，方向向西.答案:0。4 m/s向西7如圖5所示，一子彈擊中一塊用長為l的細(xì)繩拴接的木塊，并與木塊一起運(yùn)動(dòng)，問要使木塊能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，子彈的速度至少為_。（

7、設(shè)子彈質(zhì)量為m，木塊質(zhì)量為m,重力加速度為g)解析：子彈打擊木塊過程動(dòng)量守恒，則mv0（mm)v1，木塊與子彈 圖5由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程機(jī)械能守恒：(mm)v(mm）v(mm)g2l,要做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則有（mm）g，聯(lián)立解得：v0.答案：8質(zhì)量為m11。0 kg和m2(未知）的兩個(gè)物體在光滑的水平面上正碰,碰撞時(shí)間不計(jì)，其xt(位移時(shí)間)圖象如圖6所示，則m2的質(zhì)量為_kg，質(zhì)量為m1的物體在碰撞過程中的動(dòng)量變化量為_kgm/s.解析：(1）由圖象可知，m1碰前速度v14 m/s，碰后的速度為v12 m/s,m2碰前速度v20，碰后的速度v22 m/s. 圖6由動(dòng)量守恒定律得：m1v1m

8、2v2m1v1m2v2。代入數(shù)據(jù)解得：m23.0 kg。(2）質(zhì)量為m1的物體在碰撞過程中動(dòng)量的變化量是：p1m1v1m1v16 kgm/s。答案：3。069小球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb且mamb，在某高度處將a和b先后從靜止釋放.小球a與水平地面碰撞后向上彈回，在釋放處下方與釋放處距離為h的地方恰好與正在下落的小球b發(fā)生正碰，設(shè)所有碰撞都是彈性的,碰撞時(shí)間極短。求小球a、b碰撞后b上升的最大高度。解析：根據(jù)題意，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知，小球a與b碰撞前的速度大小相等，均設(shè)為v0，由機(jī)械能守恒有：maghmav設(shè)小球a與b碰撞后的速度分別為v1和v2，以豎直向上方向?yàn)檎?據(jù)動(dòng)量守恒定律有:mav0mb(v0）mav1mbv2由于兩球碰撞過程中機(jī)械能守恒，故:mavmbvmavmbv聯(lián)立式得:v2