1.5弹性碰撞和非弹性碰撞基础巩固(word版含答案)

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名称 1.5弹性碰撞和非弹性碰撞基础巩固(word版含答案)
格式 docx
文件大小 535.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-22 07:09:58

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文档简介

1.5弹性碰撞和非弹性碰撞基础巩固2021—2022学年高中物理人教版(2019)选择性必修第一册
一、选择题(共15题)
1.如图所示,质量分别为m1、m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上。突然加一水平向右的匀强电场后,两球A、B将由静止开始运动,对两小球A、B和弹簧组成的系统,在以后的运动过程中,以下说法正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用,且弹簧不超过弹性限度)(  )
A.系统动量守恒
B.系统机械能守恒
C.弹簧弹力与电场力大小相等时系统机械能最大
D.系统所受合外力的冲量不为零
2.现有甲、乙两滑块,质量分别为和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是(  )
A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,无法确定
3.如图所示,一热气球正以竖直速度v匀速上升,当气球下面所系质量为m的物体距水平地面h高处时,绳子断裂,物体和气球分离.已知热气球与物体的总质量为M,分离后热气球所受浮力不变,重力加速度大小为g,不计阻力,以下判断正确的是(  )
A.从分离开始,经过时间物体落地
B.物体刚到达地面时,热气球的速度大小为
C.物体从分离到落地的过程中,热气球所受合力的冲量大小为
D.物体刚到达地面时,热气球上升的高度为
4.如图所示,带有挡板的长木板质量为,静止在光滑水平面上,轻弹簧右端与挡板相连,左端位于木板上的点.开始时质量也为的小铁块从木板上的点以速度向右运动,压缩弹簧后被弹回,最终小铁块停在点.则有( )
A.小铁块停在处时,长木板速度为零
B.弹簧储存的最大弹性势能为
C.整个运动过程的内能增加量和弹簧最大弹性势能相等
D.整个运动过程的内能增加量是弹簧最大弹性势能的倍
5.如图所示在光滑的水平面上静止放置着一个质量为4m的木板B,它的左端静止着一个质量为2m的物块A,现让A、B一起以水平速度向右运动,与其前方静止的另一个相同的木板C相碰后粘在一起,在两木板相碰后的运动过程中,物块恰好没有滑下木板,且物块A可视为质点,则两木板的最终速度为(  )
A. B. C. D.
6.如图所示,水平速度为v0、质量为m的子弹击中并穿过放在光滑的水平面上的木块,若木块对子弹的阻力恒定,则下列说法中正确的有(  )
A.子弹速度v0越大,木块获得速度越小
B.子弹质量m越大,木块获得速度越大
C.子弹质量m越大,子弹和木块组成的系统损失的机械能越多
D.木块的质量M越大,子弹损失的机械能越多
7.如图所示,一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点,开始时沙袋处于静止状态,一弹丸以水平速度v0击中沙袋后未穿出,二者共同摆动。若弹丸质量为m,沙袋质量为5m,弹丸和沙袋形状大小忽略不计,弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法中正确的是(  )
A.弹丸打入沙袋过程中,细绳所受拉力大小保持不变
B.弹丸打入沙袋过程中,弹丸对沙袋的冲量大小大于沙袋对弹丸的冲量大小
C.沙袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为
D.弹丸打入沙袋过程中所产生的热量为
8.如图,质量均为m的A、B两个木块间用轻质弹簧相连,放在光滑水平面上,A靠紧竖直墙。用水平力F将B向左压,使弹簧被压缩一定长度,静止后弹簧储存的弹性势能为E,突然撤去水平力F,关于A、B和弹簧组成的系统,下列说法中正确旳是(  )
A.系统机械能、动量均守恒
B.木块B的速度可能向左
C.在木块A离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为
D.在木块A离开竖直墙后,木块B的速度为零时,其加速度刚好最大
9.用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞,5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上,5根轻绳互相平行,5个钢球彼此紧密排列,球心等高且位于同一直线上,用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.如图甲,当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放,使它在极短时间内撞击其他小球,下列分析中正确的是(  )
A.上述实验中,可观察到球5向右摆起,且达到的最大高度与球1的释放高度相同
B.上述碰撞过程中,5个小球组成的系统机械能守恒,动量守恒
C.如图乙所示,如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后,再同时由静止释放,经碰撞后,小球4、5起向右摆起,且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度
D.如图丙所示,若只用小球1、2进行实验,将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度,且小球1的高度是小球2的两倍,由静止释放,可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度
10.光滑的水平面上有半径相同的A、B两个小球,小球A的质量为。时刻,A、B两个小球开始在同一直线上相向运动,随后发生碰撞,A、B两个小球碰撞前后的位移-时间图像如图所示。下列说法中正确的是(  )。
A.小球B的质量为
B.小球B对A的冲量为
C.小球B的动量改变量为
D.碰撞过程中,A、B两球损失的机械能为
11.如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平面上,车的上表面粗糙,有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面,若车足够长,则( )
A.木块的最终速度为v0
B.由于车表面粗糙,小车和木块所组成的系统动量不守恒
C.车表面越粗糙,木块减少的动量越多
D.车表面越粗糙,因摩擦产生的热量越多
12.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中,A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示。则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩到最短的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统(  )
A.动量不守恒,机械能守恒 B.动量不守恒、机械能不守恒
C.动量守恒,机械能守恒 D.动量守恒,总动能减小
13.质量为M的平板车P,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上,一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知最终滑块Q刚好没有掉下去,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g。下列说法正确的是(  )
A.小球与滑块Q碰撞之前瞬间的速度是
B.小球到达最低点时,细绳对小球的拉力为3mg
C.平板车P的长度为
D.滑块Q和小车共速时车运动的距离为
14.质量为M的木块静止在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以水平速度v0击中木块,经过时间t穿透木块,子弹穿出时的速度为v1,木块的速度为v2。已知子弹在木块中运动时受到的阻力大小为F,木块的长度为d,则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
15.如图所示,滑块A、C质量均为m,滑块B质量为.开始时A、B分别以v1、v2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动,现将C无初速地放在A上,并与A粘合不再分开,此时A与B相距较近,B与挡板碰撞将以原速率反弹,A与B碰撞将粘合在一起.为使B能与挡板碰撞两次,v1、v2应满足(  )
A.v1≤2v2 B.v1≤ C.v1>2v2 D.
二、填空题(共4题)
16.判断下列说法的正误。
(1)发生碰撞的两个物体,动量是守恒的。___________
(2)发生碰撞的两个物体,机械能一定是守恒的。___________
(3)碰撞后,两个物体粘在一起,动量一定不守恒,机械能损失最大。___________
(4)两物体发生碰撞的过程中,两物体组成的系统机械能可能增加。___________
17.如图所示,半径为及的光滑圆形轨道固定在竖直平面内,小球A、B质量均为m(两球可视为质点),球A从与圆心等高的位置静止沿轨道下滑,与位于轨道最低点的球B碰撞并粘连在一起,已知重力加速度为g.则碰撞中两球损失的机械能为_____,碰撞后两球在轨道上达到的最大高度为_____.
18.如图所示,在光滑水平面上,用等大异向的、分别同时作用与A.B两个静止的物体上,已知,经过相同的时间后同时撤去两力,以后两物体相碰并粘为一体,则粘合体最终将________(填“静止”、“向左运动”、“向右运动”)
19.某同学准备利用如图装置探究劲度系数较大的轻质弹簧T的弹性势能与其压缩量之间的关系.图中B为一同定在桌 面且带有刻度的平直光滑导轨,小盒C用轻绳悬挂于O点,弹簧T左端固定,用小球A沿导轨B向左挤压弹簧,释放后球A 弹出,射入一较重的小盒C中与小盒C—起向右摆动,摆动的最大角度可以被准确测出.球A射入盒C后两者的重心重合,重心距悬点O的距离为L,重力加速度为g.试问:
(1)欲完成此探究实验,该同学在实验过程中除了要测量最大摆角和重心距悬点O的距离L外,还需要测量哪些物理量?写出这些物理量及其字母代号________________.
(2)通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能Ep. 写出其计算表达式(无需书写推导过程):_______________.
(3)下面是本实验中的几个步骤:①按实验装置安装好器材;②用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L;③反复调节盒C的位置,使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内,且盒C静挂时,开口正对导轨末端,A、C两者重心同高;④用球A压缩弹簧,使其重心处于轨道的某—刻度线上,记录此时的读数;⑤释放A球,让它射入盒C中,一起与C摆动到最大高度;⑥记录最大摆角;⑦处理数据,得出结论.在上述步骤中还缺少哪些主要步骤?请你写出来._______________________________________________.
三、综合题(共4题)
20.如图所示,质量mA=4.0 kg的木板A放在光滑的水平面C上,木板右端放着质量mB=1.0 kg的小物块B(视为质点),小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.24开始时,它们均处于静止状态,现在木板A突然受到一个水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动.假设木板足够长,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0;
(2)小物块从开始运动到相对木板静止的过程中对地发生的位移.
21.如图所示,、为两个大小可视为质点的小球,的质量,的质量,球用长的轻质细绳吊起,当球处于静止状态时,球恰好与光滑弧形轨道的末端点(端切线水平)接触但无作用力.现使球从距轨道端的点由静止释放,当球运动到轨道端时与球碰撞,碰后两球粘在一起运动.若取,求两球粘在一起后,悬绳的最大拉力为多大?
22.如图所示,光滑水平面上有一质量M=1.0kg的小车,小车右端有一个质量m=0.90kg的滑块,滑块与小车左端的挡板之间用轻弹簧相连接,滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.20,车和滑块一起以v1=10m/s的速度向右做匀速直线运动,此时弹簧为原长.一质量m0=0.10kg的子弹,以v0=50m/s的速度水平向左射入滑块而没有穿出,子弹射入滑块的时间极短.当弹簧压缩到最短时,弹簧被锁定(弹簧在弹性限度内),测得此时弹簧的压缩量d=0.50m,( g=10m/s2,√7=2.65),求:
(1)子弹与滑块刚好相对静止的瞬间,子弹与滑块共同速度的大小和方向;
(2)弹簧压缩到最短时,小车的速度大小和弹簧的弹性势能;
(3)如果当弹簧压缩到最短时,不锁定弹簧,则弹簧再次回到原长时,车的速度大小.
23.如图所示,用轻弹簧拴接A、B两物块放在光滑的水平地面上,物块B的左侧与竖直墙面接触。物块C以速度v0= 6m/s向左运动,与物块A发生弹性碰撞,已知物块A、B、C的质量分别是mA = 3kg、mB = 2kg、mC = 1kg,弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)物块B离开墙壁前和离开墙壁后,弹簧的最大弹性势能之比;
(2)物块B离开墙壁后的最大速度。
参考答案
1.A
2.B
3.D
4.D
5.C
6.A
7.C
8.C
9.A
10.D
11.A
12.D
13.C
14.C
15.D
16.正确 错误 错误 错误
17.;
18.静止
19.小球A的质量m、重盒C的质量M、弹簧的压缩量x ①用天平称出小球和重盒的质量
②用球A接触弹簧但不压缩,记录其重心位置,读取导轨上相应的读数;
③改变弹簧压缩量,重复实验若干次.
20.(1)3 m/s(2)1.2 m
21.
22.(1)4m/s ;与车方向相同;(2)7m/s;8J(3)4.35J
23.(1);(2)