2020-2021學(xué)年高二物理人教版（2019）選擇性必修第一冊同步課時作業(yè) （5）彈性碰撞和非彈性碰撞

1、2020-2021學(xué)年高二物理人教版（2019）選擇性必修第一冊同步課時作業(yè) （5）彈性碰撞和非彈性碰撞1.一顆水平飛來的子彈射入一個原來懸掛在天花板下靜止的沙袋并留在其中和沙袋一起上擺，關(guān)于子彈與沙袋組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是( )A.子彈射入沙袋的過程中系統(tǒng)動量和機(jī)械能都守恒B.子彈射入沙袋的過程中系統(tǒng)動量和機(jī)械能都不守恒C.共同上擺階段動量守恒，機(jī)械能不守恒D.共同上擺階段動量不守恒，機(jī)械能守恒2.某研究小組通過實(shí)驗(yàn)測得兩滑塊碰撞前后運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖所示的位移-時間圖像。圖中的線段分別表示沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動的滑塊、和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移變化關(guān)系。已知相互作用時間

2、極短，由圖象給出的信息可知( )A.碰前滑塊與滑塊速度大小之比為7:2B.碰前滑塊的動量大小比滑塊的動量大小大C.碰前滑塊的動能比滑塊的動能小D.滑塊的質(zhì)量是滑塊的質(zhì)量的3.秦山核電站是我國第一座核電站，其三期工程采用重水反應(yīng)堆技術(shù)，利用中子()與靜止氖核()的多次碰撞，使中子減速。已知中子某次碰撞前的動能為E，碰撞可視為彈性正碰。經(jīng)過該次碰撞后，中子損失的動能為( )A.B.C.D.4.如圖所示，小球A、B均靜止在光滑水平面上。現(xiàn)給A球一個向右的初速度，之后與B球發(fā)生對心碰撞。下列關(guān)于碰后情況，說法正確的是（ ）A.碰后小球A、B一定共速B.若A、B球發(fā)生完全非彈性碰撞，A球質(zhì)量等于B球質(zhì)量

3、， A球?qū)㈧o止C.若A、B球發(fā)生彈性碰撞，A球質(zhì)量小于B球質(zhì)量，無論A球初速度大小是多少，A球都將反彈D.若A、B球發(fā)生彈性碰撞，A球質(zhì)量足夠大，B球質(zhì)量足夠小，則碰后B球的速度可以是A球的3倍5.三塊相同的木塊，自同一高度由靜止開始下落，其中B在開始下落時被一個水平飛來的子彈擊中并嵌入其中，木塊C在下落一半高度時被水平飛來的一子彈擊中并嵌入其中，若三個木塊下落到地面的時間分別為，則( )A.B.C.D.6.如圖所示,在光滑的水平面上,質(zhì)量為的小球A以速率向右運(yùn)動。在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài),Q點(diǎn)處為一豎直的墻壁。小球A與小球B發(fā)生彈性碰撞后兩小球均向右運(yùn)動,小球B與墻壁

4、碰撞后原速率返回,并與小球A在P點(diǎn)相遇,則兩小球的質(zhì)量之比為( )A.5:7B.4:3C.2:1D.5:37.兩滑塊沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動,并發(fā)生碰撞,碰撞前后兩者的位置x隨時間t變化的圖象如圖所示.已知滑塊a的質(zhì)量為80g,則下列判斷正確的是( )A.碰撞前滑塊的運(yùn)動方向相同B.碰撞后滑塊b的速度大小是0.75m/sC.滑塊b的質(zhì)量為110gD.碰撞前后滑塊組成的系統(tǒng)損失的動能為1.4J8.在一光滑水平面上，一動能為、質(zhì)量為m的小球甲與質(zhì)量為的靜止小球乙發(fā)生彈性碰撞，下列說法正確的是( )A.碰撞前小球甲的速度大小為B.碰撞過程中小球甲損失的動能為C.碰撞過程中小球甲受到的合力沖量大小

5、為D.碰撞過程中小球乙動量的變化量大小為9.如圖所示是質(zhì)量為M=1.5kg的小球A和質(zhì)量為m=0.5kg的小球B在光滑水平面上做對心碰撞前后畫出的位移x-時間t圖象，由圖可知（ ）A兩個小球在碰撞前后動量不守恒B碰撞過程中，B損失的動能是3JC碰撞前后，A的動能不變D這兩個小球的碰撞是彈性的10.在冰壺比賽中，球員手持毛刷擦刷冰面，可以改變冰壺滑行時受到的阻力。如圖（a）所示，藍(lán)壺靜止在圓形區(qū)域內(nèi)，運(yùn)動員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺，兩壺發(fā)生正碰若碰撞前后兩壺的圖像如圖（b）所示。關(guān)于冰壺的運(yùn)動，下列說法正確的是( )A.兩壺發(fā)生了彈性碰撞B.藍(lán)壺運(yùn)動了停下C.撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為D.碰撞后藍(lán)壺

6、的加速度大小為11.在質(zhì)量為M的小車上掛有一單擺，擺球的質(zhì)量為，小車和單擺以恒定的速度v沿光滑水平面運(yùn)動，與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，如圖所示。碰撞的時間極短，在碰撞過程中，下列情況可能發(fā)生的是( )A.小車和擺球的速度都變?yōu)?，木塊的速度變?yōu)椋瑵M足B.小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化分別為，滿足C.擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)楹停瑵M足D.擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)椋瑵M足12.如圖所示，在水平地面上有兩物塊甲和乙，它們的質(zhì)量分別為，甲與地面間無摩擦，乙與地面間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)讓甲物塊以速度向著靜止的乙物塊運(yùn)動并發(fā)生正碰，已知碰撞時間極短。（1）求甲與乙第一次碰撞

7、過程中甲與乙組成的系統(tǒng)的最小動能；（2）若甲在乙剛停下來時恰好與乙發(fā)生第二次碰撞，則在第一次碰撞中甲與乙組成的系統(tǒng)損失了多少機(jī)械能？答案以及解析1.答案：D解析：子彈和沙袋組成的系統(tǒng)，在子彈射入沙袋的過程中，子彈和沙袋在水平方向的動量守恒，但機(jī)械能不守恒，共同上擺過程中動量不守恒，機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D正確。2.答案：D解析：根據(jù)圖象的斜率等于速度，可知碰前滑塊I速度為，滑塊的速度為，則碰前速度大小之比為，故A錯誤；碰撞前后系統(tǒng)動量守恒，碰撞前，滑塊I的動量為負(fù)，滑塊的動量為正，由于碰撞后總動量為正，故碰撞前總動量也為正，故碰撞前滑塊I的動量大小小于滑塊的動量大小，故B錯誤；碰撞后的共同速度為，根

8、據(jù)動量守恒定律，有，解得，由動能的表達(dá)式可知，故C錯誤，D正確。3.答案：B解析：質(zhì)量數(shù)為1的中子與質(zhì)量數(shù)為2的氟核發(fā)生彈性碰撞，滿足動能守恒和動量守恒，設(shè)中子的初速度為，碰撞后中子和氘核的速度分別為和，可列式：。解得，即動能減小為原來的，動能損失量為。4.答案：C解析：A. 碰后小球A. B可能共速，發(fā)生完全非彈性碰撞，也可能不共速，故A錯誤；B. 若A. B球發(fā)生完全非彈性碰撞，取向右為正方向，由動量守恒定律得：共可知：，A球一定運(yùn)動，故B錯誤；C. 若A. B球發(fā)生彈性碰撞，取向右為正方向，由動量守恒定律得：根據(jù)動能守恒得：聯(lián)立解得：, ,若,則，A球?qū)⒎磸?，故C正確；D. 若A. B球

9、發(fā)生彈性碰撞,若,由得：，則碰后B球的速度最大是A球的2倍，故D錯誤。5.答案：C解析：木塊A做自由落體運(yùn)動，木塊B被子彈擊中做平拋運(yùn)動，木塊C在子彈擊中瞬間豎直方向動量守恒，對C有，即，故，選項(xiàng)C正確。6.答案：D解析：設(shè)小球碰撞后的速度分別為,由于兩球發(fā)生彈性碰撞,則球組成的系統(tǒng)滿足動量守恒和機(jī)械能守恒,以向右為正方向,則根據(jù)動量守恒定律有,由機(jī)械能守恒定律有,又水平面光滑,則兩球運(yùn)動過程不受摩擦力,設(shè)兩球兩次碰撞的時間間隔為t,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式和幾何關(guān)系有,聯(lián)立解得,D正確。7.答案：D解析：由圖象的斜率表示速度,可知碰撞前滑塊的運(yùn)動方向相反,選項(xiàng)A錯誤;碰撞后,滑塊b的速度,速度大小為1

10、m/s,選項(xiàng)B錯誤;碰撞前,滑塊a的速度,b的速度,碰后a的速度是零.兩滑塊碰撞過程中系統(tǒng)動守恒,由動量守恒定律可得,解得,選項(xiàng)C錯誤;碰撞前后滑塊組成的系統(tǒng)損失的動能為,解得,選項(xiàng)D正確.8.答案：ABC解析：由動能公式可知，碰撞前小球甲的速度大小，A項(xiàng)正確；設(shè)小球甲碰撞前的動量為，由動能與動量的關(guān)系，有，碰撞前小球甲的動量，碰撞后小球甲的動量為p，小球乙的動量為，由彈性碰撞遵循動量守恒定律和碰撞前后動能不變，可得，小球甲損失的動能，聯(lián)立解得，故B項(xiàng)正確；碰撞過程中小球乙動量變化，D項(xiàng)錯誤；由，可知碰撞過程中小球甲動量變化量的大小等于小球乙動量變化量的大小，即，由動量定理可得，碰撞過程中小球

11、甲受到的合力沖量大小為，C項(xiàng)正確。9.答案：BD解析：A、根據(jù)xt圖象的斜率等于速度，可知：A球的初速度為，B球的初的速度為碰撞后A球的速度為，碰撞后B球的速度為碰撞前總動量為，碰撞后總動量為，故兩個小球在碰撞前后動量守恒故A錯誤BC、碰撞過程中，B球的動能變化量為即損失3J，故B正確C、碰撞前A的動能為0，碰撞后A的動能大于零，故C錯誤D、A球動能增加量為，則知碰撞前后系統(tǒng)的總動能不變，此碰撞是彈性碰撞，故D正確10.答案：CD解析：A項(xiàng)：設(shè)碰后藍(lán)壺的速度為v，碰前紅壺的速度為，碰后紅壺的速度為，取碰撞前紅壺的速度方向?yàn)檎较?，由動量守恒可得：，解得：，碰撞前兩壺的總動能為，碰撞后兩壺的總?/p>

12、能為，所以兩壺碰撞為非彈性碰撞，故A錯誤；B項(xiàng)：由碰前紅壺的速度圖象可知，紅壺的加速度大小為：，所以藍(lán)壺靜止的時刻為：，所以藍(lán)壺運(yùn)動了3s停下來，故B錯誤；C項(xiàng)：速度圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，則碰后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為：，故C正確；D項(xiàng)：碰后藍(lán)壺的加速度為：，故D正確。故選：CD。11.答案：CD解析：由于小車與木塊發(fā)生碰撞的時間極短，碰撞時僅小車與木塊間發(fā)生相互作用，使小車與木塊的動量發(fā)生變化，而在這極短時間內(nèi)，擺球在水平方向并沒有通過繩發(fā)生相互作用，所以小車與木塊碰后瞬間，擺球仍保持原來的速度而未來得及變化，僅小車與木塊由于相互作用，各自動量發(fā)生改變，所以選項(xiàng)AB錯誤。以小車（不包括擺球）和木塊為系統(tǒng)，碰撞前后動量守恒，但小車與木塊碰后可能分離，也可能結(jié)合在一起，故選項(xiàng)CD正確。