1.1碰撞 达标作业(解析版)

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名称 1.1碰撞 达标作业(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-02-14 21:18:06

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1.1碰撞
达标作业(解析版)
1.质量为2 kg的小车以2 m/s的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为0.5 kg的砂袋以3 m/s的水平速度迎面扔上小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是
A.1.0 m/s,向右
B.1.0 m/s,向左
C.2.2 m/s,向右
D.2.2 m/s,向左
2.某电影里两名枪手在房间对决,他们各自背靠墙壁,一左一右假设他们之间的地面光滑随机放着一均匀木块到左右两边的距离不一样。两人拿着相同的步枪和相同的子弹同时朝木块射击一发子弹听天由命。但是子弹都没有射穿木块两人都活了下来反而成为了好朋友。假设你是侦探仔细观察木块发现右边的射孔(弹痕)更深。设子弹与木块的作用力大小一样,请你分析一下,哪个结论是正确的(  )
A.开始时,木块更靠近左边的人,左边的人相对更安全
B.开始时,木块更靠近左边的人,右边的人相对更安
C.开始时木块更幕近右边的人左边的人相对更安全区
D.开始时,木块更靠近右边的人,右边的人相对更安全
3.如图所示,在光滑水平面上,用等大反向的 F1、 F2分别同时作用于 A、 B 两个静止的物体上,已知 ma<mb,经过一段时间先撤去 F1, 再撤去 F2, 运动一段时间后两物体相碰并粘为一体,则粘合体最终将( )
A.静止
B.向左运动
C.向右运动
D.无法确定
4.在光滑水平地面上,一质量为m的小球A以速度向右运动,与原来静止的另一质量为3m的小球B发生正碰,则碰后小球A的速度大小可能为( )
A. B. C. D.
5.A、B两球沿一直线运动并发生正碰,如图为两球碰撞前后的位移与时间图像,a、b分别为A、B两球碰前的位移与时间图像,c为碰撞后两球共同运动的位移与时间图像,若A球质量是m=2 kg,则由图判断下列结论正确的是(  )
A.碰撞前后A的动量变化为4 kg·m/s
B.碰撞时A对B所施冲量为-4 N·s
C.A、B碰撞前的总动量为3 kg·m/s
D.碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J
6.在光滑的水平面上,质量为m的子弹以初速度v0射击质量为M的木块,最终子弹未能射穿木块,射入的深度为d,木块在加速运动中的位移为s。则以下说法正确的是
A.子弹动能的亏损大于系统动能的亏损
B.子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小
C.摩擦力对M做的功一定等于摩擦力对m做的功
D.位移s一定大于深度d
7.质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是(  )
A.M、m0、m速度均发生变化,分别为v1、v2、v3,而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3
B.m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,而且满足Mv=Mv1+mv2
C.m0的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv=(M+m)v′
D.M、m0、m速度均发生变化,M、m0速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足(M+m)v0=(M+m)v1+mv2
8.在冰壶比赛中,球员手持毛刷擦刷冰面,可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图甲所示,蓝壶静止在固形区域内,运动员用等质量的红壶撞击蓝壶,两壶发生正碰,碰后两壶的加速度相等,若碰撞前后两壶的v﹣t图象如图乙所示。关于冰壶的运动,下列说法正确的是(  )
A.红壶碰撞前后速度大小变化了1.1m/s
B.碰撞后蓝壶的加速度大小为0.3m/s2
C.蓝壶运动了4s停下
D.碰撞后两壶相距的最远距离为1.2m
9.如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球1、2发生正碰,两小球的质量分别为m1和m2。 图乙为它们碰撞前后的位移一时间图像(x—t图像)。己知m1=0.1kg,由此可判断
A.碰前小球2保持静止
B.碰后小球1和小球2都向右运动
C.两球的碰撞为弹性碰撞
D.小球2的质量m2=0.2kg
10.如图所示,小车AB静止于水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥.小车AB质量为 M,质量为m的木块C放在小车上。用细线将木块连接于小车的A端并使弹簧压缩.开始时小车AB与木块C都处于静止状态,CB相距为L。现烧断细线,弹簧被释放,使木块离开弹簧向B端滑去,并跟B端橡皮泥粘在一起.所有摩擦均不计,对整个过程,以下说法正确的是 ( )
A.整个系统的机械能守恒
B.整个系统的动量守恒
C.当木块的速度最大时,小车的速度也最大
D.小车AB向左运动的最大位移等于
11.如图所示,在竖直平面内,一半径为R=0.45m的光滑半圆轨道MN和粗糙水平轨道PM在M点相切,MN为圆弧轨道的直径,O为圆心,一质量为mA=1kg的物块A(可视为质点)水平向右运动.与静止在M点的质量为mB=2kg的物块B发生完全弹性碰撞,已知碰撞前瞬间物块A的速度为v0=9m/s,碰撞后物块A最终静止在水平轨道的Q处(图中未标出),物块B脱离半圆轨道后也恰好落到Q处,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)碰撞后瞬间物块B的速度大小;
(2)物块和水平轨道之间的动摩擦因数.
12.如图所示,光滑水平面上放着质量都为m的物块A和B,A、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),在A、B间系一轻质细绳固定。在短暂时间内烧断细绳,B向右运动,脱离轻弹簧一段时间后与向左匀速运动、速度为v0的物块C发生碰撞,碰后B、C立刻形成粘合体并停止运动,C的质量为2m,求:

(1)B、C相撞前一瞬间B的速度大小;
(2)绳被烧断前弹簧的弹性势能为多大?
13.质量为1kg的滑块以4m/s的水平速度滑上静止在光滑水平面上的质量为3kg的小车,最后以共同速度运动,问共同速度为______;滑块与车的摩擦系数为0.2,则此过程经历的时间为________
14.如图所示,甲、乙两辆完全一样的小车,质量都为2kg,乙车内用长为1.5m的细绳吊一质量为1kg的小球。当乙车静止时,甲车以速度10m/s与乙车相碰,碰后两车瞬间连为一体,则碰后瞬间两车的共同速度为________m/s;当小球摆到最高点时上升的高度为______m.(已知重力加速度)
参考答案
1.A
【解析】以小车与砂带组成的系统为研究对象,以水平向右方向为正方向,系统在水平方向动量守恒,由动量守恒定律得:m车v车-m袋v袋=(m车+m袋)v,即:2×2-0.5×3=(2+0.5)v,解得:v=1m/s,方向向右.故选A.
【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用,应用动量守恒定律即可正确解题,解题时要注意正方向的选择,这是易错点.
2.B
【解析】
【详解】
子弹的质量与射出时的速度都相等,两子弹与木块组成的系统总动量为零;如果木块在正中间,则弹痕应该一样长,结果是右边的长一些,假设木块靠近其中某一人,设子弹质量为m,初速度为v0,木块质量为M,阻力为f,弹痕长度分别为x1、x2,两子弹与木块组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v1,由能量守恒定律得:,对另一发子弹,同样有:(M+m)v1-mv0=0, ,解得:x1<x2,综合判断,后接触木块的子弹弹痕长,更容易射穿木块,对面的人更危险,所以一开始木块离左边近一些,右边的人相对更安全,故B正确,ACD错误.
3.B
【解析】
【详解】
两个推力等大、反向,F2作用时间长,冲量大。所以两力的总动量向左,根据动量定理,两物体的总动量沿F2方向,两物体粘为一体时将向左运动,故B正确,ACD错误。
故选:B
4.BC
【解析】
【详解】
A.若vA=v0,根据动量守恒有:,解得vB=0,会继续发生碰撞,不可能;若 ,A的动能不变,B的动能增加,违反了能量守恒定律,也不可能,故A错误。
B.若 ,根据动量守恒有:,解得 , ,是可能的,故B正确。
C.若 ,根据动量守恒有:,解得 , ,机械能守恒,是可能的,故C正确。
D.若 ,根据动量守恒有:,解得 ,碰后同向运动,B的速度不可能比A的小,不可能;若 ,根据动量守恒有:,解得, ,总动能增加,不可能,故D错误。
5.ABD
【解析】
【详解】
A项:由x-t图象的斜率表示速度,可知,碰撞前有:
碰撞后有:
,则碰撞前后A的动量变化为:
,故A正确;
B项:对A、B组成的系统,根据动量守恒定律知:碰撞前后B的动量变化为:,对B,由动量定理可知,碰撞时A对B所施冲量为:,故B正确;
C项:由,所以:,则A与B碰撞前的总动量为:,故C错误;
D项:碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能:,代入数据解得,故D正确。
6.AB
【解析】
【分析】
子弹和木块组成的系统动量守恒,最终子弹未能射穿木块时,此时木块和子弹的速度相同,根据动量守恒定律以及能量守恒定律列式求解即可;
【详解】
AC、子弹射击木块的过程中,设子弹受到木块的摩擦力为,摩擦力对木块M做的功为,摩擦力对子弹m做的功为,根据能量守恒可得子弹动能的亏损为,系统动能的亏损,所以子弹动能的亏损大于系统动能的亏损,故A正确,C错误;
B、子弹和木块组成的系统动量守恒,最终子弹未能射穿木块时,此时木块和子弹的速度相同,以子弹初速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:,解得:, 子弹动量变化量的大小,木块动量变化量的大小,故B正确;
D、对木块根据动能定理可得,解得木块在加速运动中的位移为,根据能量守恒可得,解得射入的深度为,故D错误;
故选AB。
【点睛】
正确分析物体的运动情况,知道当子弹未能射穿木块时时,此时木块和子弹的速度相同,子弹和木块组成的系统动量守恒,明确应用动量守恒定律解题时要规定正方向。
7.BC
【解析】
【详解】
碰撞的瞬间M和m组成的系统动量守恒,m0的速度在瞬间不变,以M的初速度方向为正方向,若碰后M和m的速度变为v1和v2,由动量守恒定律得:Mv=Mv1+mv2;若碰后M和m速度相同,由动量守恒定律得:Mv=(M+m)v′,故BC正确.
8.BD
【解析】
【详解】
A、红壶碰撞前后的速度分别为1.2m/s、0.3m/s,所以红壶碰撞前后速度大小变化了0.9m/s,故A错误;
B、碰撞后蓝壶的加速度大小等于红壶的加速度大小,为 .故B正确;
C、设碰后蓝壶的速度为v,碰前红壶的速度v0=1.2m/s,碰后速度为,根据动量守恒定律可得:,解得:v=0.9m/s,故蓝壶运动时间为,故C错误;
D、碰撞后两壶相距的最远距离等于碰后两图象与时间轴所围面积之差,为 ,故D正确。
9.AC
【解析】
【详解】
A.由x-t图像可知,碰前小球2的位移不随时间变化,处于静止状态,故选项A正确。
B.碰后小球2的速度为正方向,说明向右运动,小球1的速度为负方向,说明向左运动,故选项B错误。
CD.由图读出,碰前小球1速度为v1=4 m/s,碰后小球2和小球1的速度分别为v′2 =2m/s,v′1=-2m/s,根据动量守恒定律得m1v1= m1v′1+m2v′2,解得m2=0.3kg,故选项D错误。由于碰撞前后满足m1v12=m1v′12+m2v′22,故为弹性碰撞,选项C正确。本题正确答案为AC。
10.BC
【解析】弹簧被释放过程系统机械能守恒,而木块C跟B端橡皮泥粘在一起的过程是非弹性碰撞,机械能有损失,故A错误;整个系统受到的合外力保持为零,动量守恒,故B正确;设弹簧释放后,木块C速度大小为v,小车速度为V,由动量守恒 mv-MV=0,解得: ,所以当木块的速度v最大时,小车的速度V也最大,故C正确;设弹簧释放后C经时间t与B碰撞,由动量守恒 mv-MV=0,两边同乘以t,可得:mvt-MVt=0,即,位移关系为: ,联立解得: ,故D错误。所以BC正确,AD错误。
11.(1)6m/s(2)0.25
【解析】
【分析】
(1)根据碰撞过程动量守恒和能量守恒关系求解碰撞后瞬间物块B的速度大小;(2)碰后物体B沿轨道上滑到达最高点后做平抛运动,根据平抛运动的规律求解落点的位置;在研究物体A碰前的减速过程,由动能定理求解动摩擦因数.
【详解】
(1)物块A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒定律: mAv0=mAv1+mBv2
由能量关系:mAv02=mAv12+mBv22,
解得v1=-3m/s v2=6m/s
(2)物块B从M点运动到N点的过程中,由动能定理:
解得
然后做平抛运动,则2R=gt2,x=vNt
解得x=1.8m;
对A物体由动能定理:
解得μ=0.25
12.(1)vB=2v0 (2)
【解析】
【分析】
本题首先选BC为系统列动量守恒定律,再选AB为系统列动量守恒定律,同时注意能量守恒。
【详解】
(1)B与C碰撞过程,以B的初速度方向为正,根据动量守恒定律得: 得:
(2)对A、B,弹簧恢复原长时,根据动量守恒定律得:
弹性势能转化为系统的动能,则
联立得:
【点睛】
本题注意对系统的选取,然后列动量守恒和能量守恒结合解题。
13.1m/s 1.5s
【解析】
【详解】
滑块与小车组成的系统动量守恒,以滑块的初速度方向为正方向, 第一空.由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,代入数据解得:v=1m/s; 第二空.对小车,由动量定理得:μmgt=Mv-0,代入数据解得:t=1.5s;
14.5 1
【解析】
【详解】
解:甲车与乙车碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:,解得:;
小球与两车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:,解得:,小球与两车组成的系统在小球上摆过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:,解得:。