1.5弹性碰撞和非弹性碰撞专题复习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13题)
1.甲、乙两物体沿同一直线相向运动,甲物体的速度大小是6m/s,乙物体的速度大小是2m/s,碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度大小都是4m/s,则甲、乙两物体的质量之比是( )
A.1:1 B.3:1 C.3:5 D.1:5
2.一个质量为2 kg的装砂小车,沿光滑水平轨道运动,速度为3 m/s,一个质量为1 kg的球从0.2 m高处自由落下,恰落入小车的砂中,此后小车的速度为( )
A.3 m/s B.2 m/s C.2.7 m/s D.0
3.秦山核电站是我国第一座核电站,其三期工程采用重水反应堆技术,利用中子与静止氘核的多次碰撞,使中子减速。已知中子某次碰撞前的动能为E,碰撞可视为弹性正碰。经过该次碰撞后,中子损失的动能为( )
A. B. C. D.
4.静止在湖面的小船上有两人分别向相反方向水平地抛出质量相同的小球,先将甲球向左抛,后将乙球向右抛。抛出时两小球相对于河岸的速率相等,水对船的阻力忽略不计,则下列说法正确的是( )
A.两球抛出后,船向左以一定速度运动
B.两球抛出后,船向右以一定速度运动
C.两球抛出后,船的速度为0
D.抛出时,人给甲球的冲量比人给乙球的冲量小
5.如图所示,A、B两个大小相同、质量不等的小球放在光滑水平地面上,A以3m/s的速率向右运动,B以1m/s的速率向左运动,发生正碰后A、B两小球都以2m/s的速率反弹,则A、B两小球的质量之比为( )
A.3:5
B.2:3
C.1:3
D.3:2
6.如图所示,平板小车静止在光滑的水平面上,车的左端固定一个轻质弹簧,物块将弹簧压缩后用细绳系在物块和小车上,物块与弹簧并不栓接,当小车固定时,剪断细绳,物块滑到小车C点恰好静止,BC=CD,如果小车不固定,剪断细绳,则( )
A.滑到BC间停住 B.还是滑到C点停住
C.滑到CD间停住 D.会冲出D点落到车外
7.在光滑的水平面上,质量为的小球以速度向右运动,在小球的前方点有一质量为(形状与完全相同)小球处于静止状态。如图所示,小球与小球发生正碰后小球、均向右运动,小球在点处被墙壁弹回,返回时与小球在点相遇,。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞。则( )
A. B. C. D.
8.如图所示,水平轻弹簧与物体A和B相连,放在光滑水平面上,处于静止状态,物体A的质量为,物体B的质量为M,且.现用大小相等的水平恒力、拉A和B,从它们开始运动到弹簧第一次最长的过程中( )
A.因,所以A、B和弹簧组成的系统机械能不变
B.A的动能最大时,B的动能也最大
C.和做的总功为零
D.弹簧第一次最长时A和B总动能最大
9.一轻质弹簧,上端悬挂于天花板,下端系一质量为M的平板,处于平衡状态。一质量为m的均匀环套在弹簧外,与平板的距离为h,如图所示,让环自由下落,撞击平板,已知碰后环与板以相同的速度向下运动,则( )
A.若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B.若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C.环撞击板后,板的新的平衡位置与h的大小有关
D.在碰后板和环一起下落的过程中,环与板的总机械能守恒
10.A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动,B球在前,A球在后,mA = 1kg。经过一段时间,A、B发生正碰,碰撞时间极短,碰撞前、后两球的位移—时间图像如图所示,根据以上信息可知( )
A.碰撞过程中B球受到的冲量为8Ns
B.碰撞过程中A球受到的冲量为 - 8Ns
C.B球的质量mB = 4kg
D.AB两球发生的是弹性碰撞
11.现有甲、乙两滑块,质量分别为3m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,乙以2v的速率反向弹回,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
12.两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,球2在前,球1在后,m1 = 1kg,m2 = 3kg,v01 = 6m/s,v02 = 3m/s,当球1与球2发生碰撞后,两球的速度分别为可v1,v2,将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1,则v1,v2,E1,p1的可能值为( )
A.v1 = 1.75m/s,v2 = 3.75m/s
B.v1 = 1.5m/s,v2 = 4.5m/s
C.E1 = 9J
D.p1 = 1kgm/s
13.质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位持有完全相同步枪和子弹的射击手.首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d1,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d2,如图所示,设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用大小均相同.当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是( )
A.木块静止,d1<d2 B.木块静止,d1>d2
C.木块向右运动,d1<d2 D.木块向左运动,d1=d2
二、填空题(共4题)
14.两辆小车上分别固定两条条形磁铁,两磁铁的N极相对.两车总质量分别为m甲=3kg和m乙=2kg,沿光滑水平面上的一条直线相向运动,以向右为正方向,某时刻速度分别为=1.6m/s和=-0.4m/s.由于磁场力的作用,两车始终没有直接接触.两车距离最近时,乙车的速度v=_______m/s;当乙车的速度为向右0.2m/s时,甲车速度=________m/s.
15.如图所示,游乐场上,两位同学各驾驶一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为120 kg,碰撞前水平向右运动,速度的大小为5 m/s;乙同学和他的车的总质量为180 kg,碰撞前水平向左运动,速度的大小为4 m/s。则碰撞后两车共同的运动速度大小为______,方向______。
16.质量为m,速度为v0的子弹,水平射入一固定的地面上质量为M的木块中,深入木块的深度为L.如果将该木块放在光滑的水平面上,欲使同样质量的子弹水平射入木块的深度也为L,则其水平速度应为__________.
17.某同学利用如图的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究.将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一小球A接触而不固连,弹簧的原长小于桌面的长度.向左推小球,使弹簧压缩后由静止释放.小球离开桌面手落到水平地面.已知桌面的高度为h,小球质量为m,重力加速度的大小为g,当弹簧的压缩量为时,小球抛出点到落地点的水平距离为s.则:
(1)小球离开桌面时的速率v=_____(用g、h、s表示);
(2)弹簧被压缩时的弹性势能E=____(用g、h、s表示);
(3)将弹簧的形变量增大为2,测得小球抛出点到落地点的水平距离为2s,则弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系是____(文字叙述);
(4)若在桌面的边缘放置质量为的另一小球B,重做该实验,保持弹簧的形变量为不变,两小球碰撞后落到地面上,小球A落地点与抛出点的水平距离为,则小球B落地点与抛出点的水平距离为____.
三、综合题(共4题)
18.某同学设计了一款弹珠弹射游戏如图所示。固定在水平面上的弹珠发射器发射一质量的小弹珠,沿水平直轨道和竖直半圆形轨道AB运动并从最高点B处水平飞出,然后恰好进入圆弧形管道CD,并从管道的D处水平滑出,射入放置在平台上质量的物体Q中,Q起到缓冲作用,接着它们一起从平台左端滑离平台。已知圆形轨道半径,,,不考虑所有阻力及碰撞时能量的损失,轨道固定,求:
(1)弹珠发射器发出小弹珠的初速度大小v0;
(2)弹珠射入物体Q过程中产生的内能。
19.如图,光滑的水平地面上停着一个木箱和小车,木箱质量为m,小车和人的总质量为M=4m,人以对地速率v将木箱水平推出,木箱碰强后等速反弹回来,人接住木箱后再以同样大小的速率v第二次推出木箱,木箱碰墙后又等速反弹回来……,多次往复后,人将接不到木箱,求:从开始推木箱到接不到木箱的整个过程,人所做的功.
20.如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、、位于同一直线上,位于A、之间,的质量为,并与一轻质弹簧栓接,A、的质量都为,三者均处于静止状态,现使以某一速度向右运动。
(1)求与相互作用过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(2)求与相互作用过程中,弹簧对的冲量大小;
(3)和之间应满足什么条件,才能使只与A、各发生一次碰撞,设物体间的碰撞都是弹性的。
21.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。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
2.B
3.B
4.C
5.A
6.B
7.C
8.B
9.A
10.D
11.A
12.B
13.A
14.
15. 0.4 m/s 水平向左
16.
17. 弹性势能与形变量的平方成正比 s
18.(1);(2)2J
19.
20.(1);(2);(3)或
21.(1);(2)
答案第1页,共2页