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1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练习
一、单选题
1.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,,,,,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
2.如图所示,一木块以速度v1沿着光滑水平面向右匀速运动,某时刻在其后方有一颗子弹以速度v0射入木块,最终子弹没有射穿木块。下列说法中正确的是( )
A.子弹克服阻力做的功等于木块的末动能与摩擦产生的热量之和
B.木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功
C.木块对子弹的冲量与子弹对木块的冲量相同
D.系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功
3.如图所示,静止于光滑水平面上的光滑圆槽和小球,两者质量相等,现使圆槽以的速度向右运动,槽底端与水平面相切,圆槽半径为,重力加速度为。下列说法中正确的是( )
A.小球上升的最大高度为
B.小球获得的最大速度为
C.小球和圆槽组成的系统动量守恒
D.小球上滑过程比下滑过程的动量变化大
4.如图所示,A球的质量为,球的质量为。A球以速度靠近静止在光滑水平面上的球,并与发生碰撞,碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、两球的半径相等,且碰撞过程没有机械能损失。当、一定时,随着的增大,则( )
A.碰撞过程中获得的动能增大 B.碰撞过程中受到的冲量增大
C.碰撞后A的速度减小 D.碰撞后A的速度增大
5.如图所示,在光滑的水平面上并排放着一系列质量相等的滑块,现给最左侧滑块一水平向右的速度(滑块的初动能为),然后与其右侧的滑块依次发生碰撞,并且每次碰后滑块均粘合在一块,经过一系列的碰撞后,滑块的总动能变为。则碰撞的次数为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
6.如图是滑板运动的轨道。质量为的运动员从轨道上的A点以水平速度冲上质量为的静止滑板后,又一起滑向光滑DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回,已知。设运动员和滑板可看成质点,滑板与水平地面的摩擦力不计。则下列说法正确的是( )
A.运动员和滑板一起滑向光滑DE轨道,到达E点的过程中机械能守恒
B.运动员冲上滑板的过程中机械能守恒
C.刚冲上DE轨道时,运动员和滑板的速度大小是
D.运动员的初速度
7.小球A的质量为,动量大小为,小球A水平向右运动时与静止的小球B发生弹性碰撞,碰后A的动量大小为,方向水平向右,则( )
A.碰后小球B的动量大小为
B.碰后小球B的动量大小为
C.小球B的质量为15kg
D.小球B的质量为3kg
8.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
9.如图所示,静止在光滑水平地面上的两个小物块A、B(均可视为质点),质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg,两者之间有一个被压缩的微型弹簧,弹簧只与A固定在一起,此时弹簧的弹性势能为Ep=10.0J,分离时弹性势能可以全部转化为小物块A、B的动能。释放后,A与墙发生弹性碰撞,当小物块A、B再次相遇后,弹簧的弹性势能最大值是( )
A.10.0J B.8.0J C.3.6J D.5.0J
10.如图,在足够大的光滑水平面上放有两个小物块P、Q,Q的质量为m,P的质量为2m,物块P连接一轻弹簧并处于静止状态。现让物块Q以初速度3v0向物块P运动且两物块始终保持在一条直线上。若分别用实线和虚线表示物块Q、P的速度v与时间t之间关系的图线,则在弹簧形变过程中,v-t图像可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
二、多选题
11.如图所示,甲、乙两船的质量均为M,静置在平静的水面上,两船相距为L,乙船上站立着一个质量为m的人,他通过一条轻绳拉甲船,甲、乙两船最后恰好接触,以下说法正确的是( )
A.甲、乙两船运动中速度之比为 B.甲、乙两船运动中速度之比为
C.乙船移动的距离为 D.乙船移动的距离为
12.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上,从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,对此情况,下列说法不正确的是( )
A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动
B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动
C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动
D.槽一直向右运动
13.如图所示,在质量为M的小车中挂着一单摆,摆球质量为m0,小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正前方的质量为m的静止的木块发生碰撞,碰撞的时间极短。在此碰撞过程中,下列情况可能发生的是( )
A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,满足(M+m0)v=Mv1+mv1+m0v3
B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足Mv=Mv1+mv2
C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为u,满足Mv=(M+m)u
D.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2,满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2
14.如图所示,足够长的光滑水平导轨上放有一个凹槽,其质量为M=10 kg。凹槽以初速度v=6 m/s匀速运动。某时刻在凹槽内无初速度放置一个质量为m=2 kg的物块,物块与凹槽之间存在摩擦,若物块与滑块碰撞过程中无机械能损失,则在此后的运动过程中( )
A.凹槽与物块组成的系统机械能守恒
B.凹槽与物块组成的系统动量守恒
C.凹槽与物块的最终速度均为5m/s
D.整个运动过程中系统因摩擦产生的热量为55 J
15.A、B两个物体在光滑水平面上沿x轴运动,运动的过程中两物体经历了完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),下面哪些图象是不可能发生的( )
A. B.
C. D.
16.带有光滑圆弧轨道的质量为M的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑车,到达某一高度后,小球又返回车的左端,则( )
A.小球以后将向左做平抛运动
B.小球将做自由落体运动
C.此过程小球对滑车做的功为
D.小球在弧形槽上升的最大高度为
三、解答题
17.如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一质量为m的小球以速度向滑块滚来,设小球不能越过滑块。
(1)求小球滑到最高点时速度的大小;
(2)求此时滑块速度的大小;
(3)求小球与滑块分离时各自的速度。
18.如图所示,水平面的左端固定有竖直弹性挡板,质量为M=2m的木块静放在水平面上,与挡板的距离s=3m,木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.3。现有一质量为m的光滑小球在挡板与木块之间,以速度v0=9m/s水平向右运动,在以后的运动过程中,小球与木块或挡板的碰撞时间极短,均没有动能损失。重力加速度g取10m/s2,小球大小不计,求:
(1)小球与木块第一次碰后二者的速度;
(2)小球与木块第一次碰后至第二次碰前的时间内,木块沿水平面滑行的距离;
(3)木块离挡板的最远距离。
19.如图所示,静止于水平地面的两辆手推车沿一直线排列,质量均为m,人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离l时与第二辆车相碰,两车以共同速度又运动了距离l时停止。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g,车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞时间很短,忽略空气阻力。求人给第一辆车水平冲量的大小。
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