惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：1.1物体的碰撞 课时练（含解析）

1.1物体的碰撞
1．一只小船质量为M，船上人的质量为m。船原来以速度v0行驶，当船上的人以相对地面的水平速度v0与船行反方向跳离船时，不计水的阻力，则船的速度大小变为
A．v0 B．v0 C．v0 D．v0
2．如图所示，一辆小车静置于光滑水平面上，车的左端固定有一个水平弹簧枪，车的右端有一个网兜．若从弹簧枪中发射出一粒弹丸，弹丸恰好能落入网兜中．从弹簧枪发射弹丸以后，下列说法中正确的是(　　)
A．小车向左运动一段距离然后停下
B．小车先向左运动又向右运动，最后回到原位置停下
C．小车一直向左运动下去
D．小车先向左运动，后向右运动，最后保持向右匀速运动
3．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
4．原来静止的氕核（）、氘核（）、氚核（）混合物经同一电场加速后（不考虑电荷之间的静电力作用），它们具有相同的（ ）
A．速度 B．动能 C．动量 D．以上都不对
5．如图所示，光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的小球A、B放在竖直墙壁的右侧，设B开始处于静止状态，A球以速度v朝着B运动，设系统处处无摩擦,所有的碰撞均无机械能损失,则下列判断正确的是(?? )
A．若m1=m2，则两球之间有且仅有两次碰撞
B．若，则两球之间可能发生两次碰撞
C．两球第一次碰撞后B球的速度一定是
D．两球第一次碰撞后A球一定向右运动
6．质量为0.2kg的小球以6m/s的速度竖直向下落至水平地面上，再以4m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于小球动量的变化量Δp和合外力对小球做的功W，下列说法正确的是（ ）
A．Δp＝-2kg·m/s B．Δp＝2kg·m/s C．W＝-2J D．W＝2J
7．下列说法中，正确的是(　　)
A．物体做曲线运动，其动量可能始终不变
B．速度变化了动量必定变化了
C．物体在不为零的恒力作用下运动，其动量可能始终不变
D．所有做曲线运动的物体动量都在变化
8．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
9．如图所示，在光滑的水平面上有一静止的斜面，斜面光滑，现有一个小球从斜面顶点由静止释放，在小球下滑的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．斜面和小球组成的系统动量守恒
B．斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒
C．斜面向右运动
D．斜面静止不动
10．对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是：(　 　)
A．物体的动量发生变化，其动能一定变化
B．物体的动量发生变化，其动能不一定变化
C．物体的动能发生变化，其动量一定变化
D．物体的动能发生变化，其动量不一定变化
11．如图所示，位于光滑水平桌面上的质量均为m的小滑块P和Q都视作质点， Q与轻质弹簧相连。静止在水平面上，P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于_____ 此时P物体的速度为____
12．水平地面上，质量为1kg的滑块A以4m/s的速度碰上静止的物体B，碰后A的速度立刻减到零，B在地面上运动2s后静止，已知B与地面间的动摩擦因数为0.1，则B的质量为_____kg，碰撞过程中A、B系统损失的机械能为_____J。
13．如图所示，光滑水平面上，一半圆形槽B中间放一光滑小球A(可看成质点)，A、B质量均为2 kg.A、B共同以v0＝6 m/s的速度向右运动，质量为4 kg的物体C静止在前方．B与C碰撞后粘合在一起运动，求：
(1)B、C碰撞后瞬间的速度大小；
(2)在以后的运动过程中，A速度等于零时重力势能的增加量．
14．如图所示，小球B与一轻质弹簧相连，并静止在足够长的光滑水平面上，小球A以某一速度与轻质弹簧正碰．小球A与弹簧分开后，小球B的速度为v，求：
(1)当两个小球与弹簧组成的系统动能最小时，小球B的速度的大小；
(2)若小球B的质量m2已知，在小球A与弹簧相互作用的整个过程中，小球A受到弹簧作用力的冲量．
参考答案
1．D
【解析】
当车上的人以相对地面的水平速度v0与车行反方向跳离车时，小车和人组成的系统动量守恒，以小车原来的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：（M+m）v0=m（-v0）+Mv
解得：v=v0，故D正确。故选D。
【点睛】
本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，解题时一定要规定一个正方向，本题中还要注意人初始时刻也具有速度v0．
2．A
【解析】
车与弹丸组成的系统动量守恒，开始系统静止，总动量为零，发射弹丸后，弹丸动量向右，向右做匀速直线运动，由动量守恒定律可知，车的动量向左，车向左做匀速直线运动；从发射弹丸到弹丸落入网兜过程，系统动量守恒，由于初动量为零，则弹丸落入网兜后，系统总动量为零，弹丸落入网兜后，车停止运动；
A. 小车向左运动一段距离然后停下，与分析结果相符，故A正确。
B. 小车先向左运动又向右运动，最后回到原位置停下，与分析结果不符，故B错误。
C. 小车一直向左运动下去，与分析结果不符，故C错误。
D. 小车先向左运动，后向右运动，最后保持向右匀速运动，与分析结果不符，故D错误。
3．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．
4．B
【解析】
氕核（）、氘核（）、氚核（）的电荷量相同，根据动能定理，有：
故动能相同，速度不同，动量不同；
A．与分析不符，不符合题意；
B．与分析相符，符合题意；
C．与分析不符，不符合题意；
D．与分析不符，不符合题意。
5．A
【解析】
设球A和球B第一次碰撞后速度分别为v1和v2，取向左为正方向.?由系统动量守恒：
系统机械能守恒得：
计算得出： ，
A．若，则得，，即A与B碰撞后交换速度，当球B与墙壁碰后以速度返回，并与球A发生第二次碰撞，之后B静止，A向右运动，不再发生碰撞，所以两球之间有且仅有两次碰撞，所以A正确.?
B．若,则得，，两球之间只能发生一次碰撞，故B错误.?
C．两球第一次碰撞后，B球的速度为，不一定是，与两球的质量关系有关，故C错误.?
D．两球第一次碰撞后A球的速度为；当时，，碰后A球向左运动，,则得,碰后A球静止.当时，，碰后A球向右运动，故D错误.
6．BC
【解析】
AB.取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，小球动量的变化量
Δp=mv2-mv1=0.24kg·m/s-0.2(-6)kg·m/s=2kg·m/s
故A错误，B正确；
CD.根据动能定理，合外力对小球做的功
W=mv22-mv12=0.2(42-62)J=-2J
故C正确，D错误。
7．BD
【解析】
AD.曲线运动的速度方向一直改变，所以动量方向一直改变，故A错误D正确。
B.因为动量p=mv，所以速度变化了动量必定变化了，故B正确。
C.物体合力不为零，则加速度不为零，速度会发生变化，动量会发生变化，故C错误。
8．BC
【解析】
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．
9．BC
【解析】
斜面与小球组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒，A错误；系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，B正确；小球下滑时速度斜向左下方，小球在水平方向有向左的动量，系统在水平方向动量守恒，系统初动量为零，由动量守恒定律可知，斜面在水平方向有向右的动量，斜面向右运动，C正确，D错误．
10．BC
【解析】
AB.物体的动量发生变化，知速度可能方向改变、可能是大小改变，所以动能不一定变化；故A项错误，B项正确.
CD.物体的动能变化，知速度大小一定变化，则动量一定变化；故C正确，D错误.
11． 0.5v
【解析】
[1][2] P、Q相互作用过程系统动量守恒，以P的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
解得
由能量守恒定律得
解得：
12．2 4
【解析】
滑块碰上静止的物体，根据动量守恒定律可得：，碰后在地面上做匀减运动，根据动量定理可得：，解得：，的质量为：，碰撞过程中、系统损失的机械能为。
13．(1)2 m/s(2)0
【解析】
(1)设B、C碰撞后瞬间的速度为v1，根据水平方向动量守恒有
mBv0＝(mB＋mC)v1
解得
v1＝2 m/s.
(2)设当A的速度为零时，B、C整体的速度为vBC，根据动量守恒定律有
mAv0＋mBv0＝(mB＋mC)vBC
解得
vBC＝4 m/s
重力势能的增加量
ΔEp＝mAv＋(mB＋mC)v－ (mB＋mC)v
解得
ΔEp＝0
即当A的速度为零时，A处于B中最低点，重力势能增加量为零．
14．(1) .(2) m2v，方向水平向左．
【解析】
(1)当系统动能最小时，弹簧压缩至最短，两球具有共同速度v共．设小球A、B的质量分别为m1、m2，碰撞前小球A的速度为v0，小球A与弹簧分开后的速度为v1.从小球A碰到弹簧到与弹簧分开的过程中，由系统动量守恒和能量守恒有
m1v0＝m1v1＋m2v
m1v02＝m1v12＋m2v2
联立解得
v＝
即
m1v0＝v
从小球A碰到弹簧到两球共速的过程中，系统动量守恒，故
m1v0＝(m1＋m2)v共
解得
v共＝.
(2)设水平向右为正方向，则小球B动量的增量为m2v，根据动量守恒小球A动量的增量为－m2v；
根据动量定理有I＝－m2v，小球A受到弹簧作用的冲量的大小为m2v，方向水平向左．