2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)1碰撞含解析教科版選修3-5

PAGE5-課時(shí)分層作業(yè)(一)碰撞(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)子彈以肯定的速度射穿某物塊，則下列說(shuō)法正確的是()A．此過(guò)程可能無(wú)機(jī)械能的損失B．此過(guò)程可能有機(jī)械能的損失C．此過(guò)程肯定有機(jī)械能的損失D．此過(guò)程為非彈性碰撞CD[子彈射穿木塊的過(guò)程須要克服摩擦力做功，肯定產(chǎn)生內(nèi)能，即系統(tǒng)機(jī)械能必定有損失，子彈射穿木塊，射穿后的速度大于木塊的運(yùn)動(dòng)速度，此過(guò)程為非彈性碰撞．]2．(多選)兩物體發(fā)生碰撞后分開(kāi)，各自以不同速度運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．兩物體的動(dòng)能可能都增大B．兩物體的動(dòng)能可能都減小C．兩物體的動(dòng)能可能都不變D．可能一個(gè)物體的動(dòng)能增大，一個(gè)物體的動(dòng)能減小BCD[兩物體碰撞前的動(dòng)能不小于碰撞后的動(dòng)能，所以兩物體碰后動(dòng)能不行能都增大，但有可能同時(shí)減小，也可能一個(gè)增大，另一個(gè)減小，也可能都不變．]3．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中動(dòng)能的變更”試驗(yàn)時(shí)，下列哪些操作是正確的()A．相互作用的兩車上，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了變更兩車的質(zhì)量B．相互作用的兩車上，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起C．先釋放拖動(dòng)紙帶的小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．兩輛小車的碰撞屬于彈性碰撞B[車的質(zhì)量可以用天平測(cè)量，沒(méi)有必要一個(gè)用釘子而另一個(gè)用橡皮泥配重．這樣做的目的是為了碰撞后兩車粘在一起有共同速度，選項(xiàng)B正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的運(yùn)用原則是先接通電源，C項(xiàng)錯(cuò)誤；兩車碰后粘在一起，屬于完全非彈性碰撞，D錯(cuò)誤．]4．一物體以某一初速度沖上靜止于光滑水平面的光滑斜面，則下列說(shuō)法正確的是()A．在沖上斜面過(guò)程，物體與斜面的動(dòng)能之和恒定B．在沖上斜面過(guò)程，物體與斜面的機(jī)械能之和恒定C．物體返回過(guò)程，物體與斜面的機(jī)械能之和減小D．物體返回到原動(dòng)身點(diǎn)時(shí)，物體動(dòng)能與初始時(shí)相等B[物體沖上斜面過(guò)程，只有重力和物體與斜面間的彈力做功，物體與斜面組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，但物體與斜面的動(dòng)能減小，轉(zhuǎn)化為物體的重力勢(shì)能；同理，在返回過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，返回到原動(dòng)身點(diǎn)時(shí)，物體與斜面系統(tǒng)的動(dòng)能與初態(tài)時(shí)物體的動(dòng)能相等，但物體的動(dòng)能小于其初態(tài)時(shí)的動(dòng)能．]5．現(xiàn)有甲、乙兩滑塊，甲的質(zhì)量為3m，乙的質(zhì)量為m，它們以相同的速率v在光滑的水平面上相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生正碰后甲靜止不動(dòng)，乙以2v的速率反向運(yùn)動(dòng)，則甲、乙兩滑塊的碰撞是()A．彈性碰撞 B．非彈性碰撞C．完全非彈性碰撞 D．無(wú)法推斷A[碰前兩者總動(dòng)能為：Ek＝eq\f(1,2)·3m·v2＋eq\f(1,2)·m·v2＝2mv2碰后總動(dòng)能為：E′k＝eq\f(1,2)m·(2v)2＝2mv2，Ek＝E′k，所以為彈性碰撞．]6．(多選)甲、乙兩小球放在光滑水平面上，它們用細(xì)繩相連．起先時(shí)細(xì)繩處于松弛狀態(tài)，現(xiàn)使兩球反向運(yùn)動(dòng)，如圖所示．當(dāng)細(xì)繩拉緊時(shí)，突然繃斷，這以后兩球的運(yùn)動(dòng)狀況可能是()ABCDAB[細(xì)繩繃斷時(shí)肯定是在繩的形變量最大時(shí)，不行能是在收縮的過(guò)程中斷裂的，則選項(xiàng)A、B正確．]二、非選擇題(14分)7．右圖為一種嬉戲器具——超級(jí)碰撞球．多顆籃球般大小的鋼球用鋼纜懸掛在屋頂．拉開(kāi)最右邊鋼球到某一高度，然后釋放，碰撞后，僅最左邊的球被彈起，擺至最大高度后落下來(lái)再次碰撞，致使最右邊鋼球又被彈起．碩大鋼球交替彈開(kāi)，周而復(fù)始，情景蔚為壯麗．上述現(xiàn)象如何說(shuō)明？[解析]質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰，碰后二者交換速度．[實(shí)力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．(多選)在利用懸繩懸掛等大小球探究碰撞中的不變量的試驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()A．懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng)，且等長(zhǎng)B．由靜止釋放小球，以便較精確計(jì)算小球碰前速度C．兩小球必需都是剛性球，且質(zhì)量相同D．兩小球碰后可以粘在一起共同運(yùn)動(dòng)ABD[兩繩等長(zhǎng)能保證兩球正碰，以減小試驗(yàn)誤差，所以選項(xiàng)A正確；由于計(jì)算碰撞前速度時(shí)用到了mgh＝eq\f(1,2)mv2－0，即初速度要求為0，選項(xiàng)B正確；本試驗(yàn)中對(duì)小球的性能無(wú)要求，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩球正碰后，有各種運(yùn)動(dòng)狀況，選項(xiàng)D正確．]2．(多選)利用如圖所示的試驗(yàn)裝置，可探究碰撞中的不變量，由于小球的下落高度是定值，所以，小球落在地面上的水平位移就代表了平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)水平初速度的大小，這樣碰前速度和碰后速度就可以用平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移來(lái)表示．為了盡量精確找到碰撞中的不變量，以下要求正確的是()A．入射小球的半徑應(yīng)當(dāng)大于被碰小球的半徑B．入射小球的半徑應(yīng)當(dāng)?shù)扔诒慌鲂∏虻陌霃紺．入射小球每次應(yīng)當(dāng)從斜槽的同一位置由靜止滑下D．斜槽末端必需是水平的BCD[只有兩個(gè)小球的半徑相等，才能保證碰后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤，B正確；入射小球每次應(yīng)當(dāng)從斜槽的同一位置由靜止滑下，才能使得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的落點(diǎn)在同一位置，所以C正確；斜槽末端必需水平也是保證小球碰后做平拋運(yùn)動(dòng)的必要條件，所以D正確．]3．如圖所示，體積相同的A、B、C、D、E、F六個(gè)球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E四球質(zhì)量相等，而F球質(zhì)量小于B球質(zhì)量．A球的質(zhì)量等于F球質(zhì)量，A球以速度v0向B球運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的碰撞均為彈性碰撞，則碰撞之后()A．五個(gè)小球靜止，一個(gè)小球運(yùn)動(dòng)B．四個(gè)小球靜止，兩個(gè)小球運(yùn)動(dòng)C．三個(gè)小球靜止，三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)D．六個(gè)小球都運(yùn)動(dòng)C[A球與B球相碰時(shí)，由于A球的質(zhì)量小于B球的質(zhì)量，A球彈回，B球獲得速度，與C球碰撞，由于發(fā)生的碰撞為彈性碰撞，且質(zhì)量相等，B球靜止，C球獲得速度，同理，C球與D球的碰撞，D球與E球的碰撞都是如此，E球獲得速度后與F球的碰撞過(guò)程中，由于E球的質(zhì)量大于F球的質(zhì)量，所以E球、F球碰后都向前運(yùn)動(dòng)，所以碰撞之后，A、E、F三球運(yùn)動(dòng)，B、C、D三球靜止，選項(xiàng)C正確．]4．如圖所示，A、B、C三個(gè)小球的質(zhì)量分別為m、m、2m，三個(gè)小球從同一高度同時(shí)動(dòng)身，其中A球有水平向右的初速度v0，B、C由靜止釋放．三個(gè)小球在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，小球與地面之間、小球與小球之間的碰撞均為彈性碰撞，則小球與小球之間發(fā)生碰撞的次數(shù)為()A．1次 B．2次C．3次 D．4次C[由于三個(gè)小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)狀況相同，肯定可以發(fā)生碰撞，A、B第一次碰撞后水平速度互換，B、C發(fā)生其次次碰撞后，由于B的質(zhì)量小于C的質(zhì)量，則B反向，B、A發(fā)生第三次碰撞后，B、A水平速度互換，三球不再發(fā)生碰撞，所以能夠發(fā)生3次碰撞．選項(xiàng)C正確．]二、非選擇題(本大題共2小題，共26分)5．(12分)質(zhì)量為5kg的A球以3m/s的速度與質(zhì)量為10kg靜止的B球發(fā)生碰撞，碰后A球以1m/s的速度反向彈回，B球以2m/s的速度向前運(yùn)動(dòng)．試分析：(1)碰撞過(guò)程中損失了多少動(dòng)能；(2)兩球的碰撞屬于何種類型的碰撞．[解析](1)碰撞前物體的動(dòng)能EkA＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＝eq\f(1,2)×5×32J＝22.5J碰后物體的動(dòng)能Ek′＝EkA′＋EkB′＝eq\f(1,2)mAvA′2＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×5×12J＋eq\f(1,2)×10×22J＝22.5J故碰撞過(guò)程中無(wú)動(dòng)能的損失．(2)由于碰撞過(guò)程中無(wú)動(dòng)能損失，故兩球的碰撞屬于彈性碰撞．[答案](1)0(2)彈性碰撞6．(14分)質(zhì)量為490g的木塊靜止在光滑的水平面上，一質(zhì)量為10g的子彈以500m/s的速度沿水平方向射入木塊內(nèi)，子彈相對(duì)于木塊靜止后，子彈具有的速度大小為10m/s.求：(1)木塊的動(dòng)能增加了多少？(2)子彈損失的動(dòng)能是多少？(3)產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？[解析](1)木塊增加的動(dòng)能為ΔEk＝eq\f(1,2)m2v2＝eq\f(1,2)×0.49×102J＝24.5J.(2)子彈損失的動(dòng)能為ΔEk′＝eq