【同步學練】高中物理人教版(2019)選擇性必修1：第1章5.課時分層作業(yè)4彈性碰撞和非彈性碰撞習題

課時分層作業(yè)(四)彈性碰撞和非彈性碰撞題組一彈性碰撞和非彈性碰撞1．下列關于碰撞的理解正確的是()A．碰撞是指相對運動的物體相遇時，在極短的時間內它們的運動狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過程B．在碰撞現(xiàn)象中，盡管內力都遠大于外力，但外力仍不可以忽略不計C．如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞叫作非彈性碰撞D．微觀粒子的相互作用由于不發(fā)生直接接觸，所以不能稱其為碰撞2．質量相等的三個小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率運動，它們分別與原來靜止的A、B、C三球發(fā)生碰撞，碰撞后a繼續(xù)沿原方向運動，b靜止，c沿反方向彈回，則碰撞后A、B、C三球中動量數(shù)值最大的是()A．A球 B．B球C．C球 D．三球一樣大3．(2022·江蘇連云港期中)短道速滑接力比賽中，兩運動員交接時，后方隊員要用力將前方隊員推出，某次比賽中，交接前，前方隊員速度大小為10m/s，后方隊員速度大小為12m/s，已知前方隊員的質量為60kg，后方隊員的質量為66kg。后方隊員將前方隊員推出后瞬間速度大小變?yōu)?m/s，此時前方隊員的速度大小約為()A．14.4m/s B．13.1m/sC．23.2m/s D．21.1m/s題組二彈性碰撞的實例分析4．(2022·山東菏澤期中)在光滑的水平面上，質量為m1的小球A以速度v0向右運動，在小球A的前方O點有一質量為m2(形狀與A完全相同)的小球B處于靜止狀態(tài)，如圖所示。小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A、B均向右運動，小球B在Q點處被墻壁彈回，返回時與小球A在P點相遇，PQ＝PO。假設小球間的碰撞及小球與墻壁之間的碰撞都是彈性碰撞。則()A．m1＝m2 B．m1＝2m2C．m1＝3m2 D．m1＝4m25．(2022·遼寧師大附中期中)在某期節(jié)目中有這樣一個實驗：主持人手拿兩個球，使兩個球相互接近但不接觸，且球心在一條豎直線上，從h高處由靜止釋放，觀察小球彈起的高度。假設h遠大于兩球的半徑，下面籃球的質量是上面小球的3倍，所有碰撞皆為彈性碰撞，且碰撞時間極短，不考慮空氣阻力的影響。則小球彈起的高度為()A．4h B．3h C．2h D．h6．在冰壺比賽中，某隊員利用紅壺去碰撞對方的藍壺，兩者在大本營中心發(fā)生對心碰撞，如圖(a)所示，碰撞前后兩壺運動的v-t圖像如圖(b)所示，其中紅壺碰撞前后的圖線平行，兩冰壺質量相等，則()A．兩壺發(fā)生了彈性碰撞B．碰后藍壺速度為0.8m/sC．碰后藍壺移動的距離為2.4mD．碰后紅壺所受摩擦力小于藍壺所受摩擦力題組三碰撞問題的合理性分析與判斷7．(多選)(2022·廣東清遠清新區(qū)鳳霞中學高二期中)如圖所示，大小相同的擺球a和b的質量分別為m和3m，擺長相同，并排懸掛，平衡時兩球剛好接觸，將擺球a向左拉到虛線位置后釋放。若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是()A．第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B．第一次碰撞后的瞬間，a和b球都向右運動C．第一次碰撞后，a球反彈可以重新回到左側虛線位置D．第一次碰撞后，b球不可能到達右側虛線位置8．(2022·廣東廣州期中)冰壺是一種深受觀眾喜愛的運動，下圖顯示了某次運動員擲出冰壺時刻兩冰壺的位置，虛線圓圈為得分區(qū)域。冰壺甲運動一段時間后與對方靜止的冰壺乙發(fā)生正碰。若兩冰壺質量相等，則碰后兩冰壺最終停止的位置，可能是()ABCD9．(多選)(2022·山東煙臺高二期中)如圖所示，質量為3m、半徑為R的光滑14圓弧形軌道槽C靜止在光滑水平地面上，槽底端與水平面相切，質量為m的小球A與輕彈簧相連接并靜止于水平地面上?，F(xiàn)有一個質量為m的小球B從圓弧形軌道槽C最高點由靜止下滑，下列說法中正確的是A．小球B沿圓弧形軌道槽C滑至底端的過程中與圓弧形軌道槽C組成的系統(tǒng)動量守恒B．小球B從圓弧軌道槽C最高點滑至底端的過程中，圓弧形軌道槽C向右運動了RC．在運動過程中彈簧具有的最大彈性勢能為3mgRD．若輕彈簧左端固定在墻上，則小球B仍能返回圓弧形軌道槽C且上升的最大高度為R10．(多選)如圖所示，一質量為M、兩側有擋板的盒子靜止在光滑水平面上，兩擋板之間的距離為L。質量為m的物塊(可視為質點)放在盒內正中間，與盒子之間的動摩擦因數(shù)為μ。從某一時刻起，給物塊一個水平向右的初速度v，物塊在與盒子左右兩側擋板進行多次彈性碰撞后又停在盒子正中間，并與盒子保持相對靜止。則()A．盒子的最終速度大小為mvmB．該過程產(chǎn)生的熱能為12mvC．碰撞次數(shù)為MD．碰撞次數(shù)為Mv11．如圖所示，水平圓盤通過輕桿與豎直懸掛的輕彈簧相連，整個裝置處于靜止狀態(tài)。套在輕桿上的光滑圓環(huán)從圓盤正上方高為h處自由落下，與圓盤碰撞并立刻一起運動，共同下降h2到達最低點。已知圓環(huán)質量為m，圓盤質量為2m，彈簧始終在彈性限度內，重力加速度為g(1)碰撞過程中，圓環(huán)與圓盤組成的系統(tǒng)機械能的減少量ΔE；(2)碰撞后至最低點的過程中，系統(tǒng)克服彈簧彈力做的功W。12．(2022·廣東深圳質檢)如圖所示，一滑板的上表面由長度為L的水平部分AB和半徑為R的四分之一光滑圓弧BC組成，滑板靜止于光滑的水平地面上。物體P(可視為質點)置于滑板上面的A點，物體P與滑板水平部分的動摩擦因數(shù)為μ(μ<1)。一根長度為L、不可伸長的細線，一端固定于O′點，另一端系一質量為m0的小球Q。小球Q位于最低點時與物體P處于同一高度并恰好接觸?，F(xiàn)將小球Q拉至與O′同一高度(細線處于水平拉直狀態(tài))，然后由靜止釋放，小球Q向下擺動并與物體P發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)。物體P的質量為m，滑板的質量為2m，重力加速度為g。(1)求小球Q與物體P碰撞前瞬間細線對小球拉力的大??；(2)若物體P在滑板上向左運動從C點飛出，求飛出后相對C點的最大高度。課時分層作業(yè)(四)A組基礎鞏固練1．A2．C3．A4．C5．A6．B7．AD[兩球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平方向兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，取向右為正方向，由動量守恒定律有mava＝mava'+mbvb'，兩球碰撞是彈性的，故機械能守恒，即為12mava2＝12mava'2+12mbvb'2，經(jīng)過計算有va'＝-va2，v'b＝va2，由計算結果可得出，a、b兩球碰撞后速度等大反向，A正確，B錯誤；由以上計算可知碰撞后a的速度變小了，則a球反彈不可以重新回到左側虛線位置，C錯誤；根據(jù)機械能守恒有gh＝12v2(質量m消去)8．C9．BCD[小球B沿圓弧形軌道槽C滑至底端的過程中，與圓弧形軌道槽C組成的系統(tǒng)所受的合力不為零，水平方向所受的合力為零，故僅水平方向小球B與圓弧形軌道槽C組成的系統(tǒng)動量守恒，故A錯誤；小球B沿圓弧軌道滑至底端的過程中，與圓弧形軌道槽C組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，取向左為正方向，則有mvB-3mvC＝0，即mxBt＝3mxCt，可得xB＝3xC，又xB+xC＝R，可得xC＝R4，故B正確；由機械能守恒定律得mgR＝12mvB2+12×3mvC2，可得vB＝3gR2，vC＝gR6，小球B與彈簧碰撞過程中，小球A、B及彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，彈簧壓縮到最短時，小球A、B共速，彈簧的彈性勢能最大，則有mvB＝2mv，12mvB2＝Ep+12×2mv2，聯(lián)立解得運動過程中彈簧具有的最大彈性勢能Ep＝3mgR8，故C正確；若彈簧左端固定在墻上，則B將等速率被彈回，B、C組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，機械能守恒，取向右為正方向，則有mvB+3mvB組能力提升練10．AC[設盒子的最終速度為v'，以v的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得mv＝(m+M)v'，解得v'＝mvm+M，方向向右，故A正確。該過程產(chǎn)生的熱能Q＝12mv2-12(m+M)v'2＝Mmv22(m+M)，故B錯誤。對物塊運動的全過程，根據(jù)功能關系得Q＝μmgs，解得物塊相對盒子滑行的總路程s11．解析：(1)圓環(huán)下落到與圓盤碰前瞬間，有mgh＝12mv圓環(huán)與圓盤相碰，有mv＝3mv1，12mv2＝12×3mv解得ΔE＝23mgh(2)圓環(huán)與圓盤碰撞后至最低點的過程中，由動能定理得3mg·12h-W＝0-12×3mv12，解得W答案：(1)23mgh(2)11C組創(chuàng)新拓展練12．解析：(1)小球Q在下擺過程中機械能守恒，因此有m0gL＝12m0小球Q在最低點時，由牛頓第二定律可得T-m0g＝m0v聯(lián)立解得T＝3m0g。(2)小球Q和物體P發(fā)生彈性碰撞，則碰撞過程中兩者組成的系統(tǒng)機械