1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞(提高)—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册同步检测
文档属性
| 名称 | 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞(提高)—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册同步检测 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 296.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-11 06:47:45 | ||
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文档简介
高中物理选择性必修第一册
第一章
动量守恒定律
1.5
弹性碰撞和非弹性碰撞（提高）
一、单项选择题
1．如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A和B，其质量，B球上固定一轻质弹簧。A球以速率v去碰撞静止的B球，则（
）
A．A球的最小速率为零
B．B球的最大速率为v
C．当弹簧恢复原长时，B球速率最大
D．当弹簧压缩量最大时，两球速率都最小
2．如图所示，光滑的水平面上有一个质量为的凸型滑块，它的左侧面与水平面相切，并且光滑，滑块的高度为。质量为的小球，以某一初速度在水平面上迎着光滑曲面冲向滑块，要使小球越过滑块，初速度至少是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是（
）
A．0.6
B．0.4
C．0.3
D．0.2
4．如图所示，在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道，在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙，另一个质量为m1的弹性小球甲以初速v0运动，与乙球发生第一次碰撞后，恰在D点发生第二次碰撞。则甲、乙两球的质量之比m1∶m2等于（ ）
A．1∶9
B．1∶3
C．5∶3
D．2∶3
5．质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，具有初动能E0的第一号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘成一个整体，这个整体的动能等于（ ）
A．E0
B．
C．
D．
6．甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则（ ）
A．碰撞前甲的动量大小为1kgm/s
B．碰撞后乙的动量大小为6kgm/s
C．碰撞前后，甲的动量减小了6kgm/s
D．碰撞过程，两物块损失的机械能为6J
7．如图，光滑水平面上放着长木板B，质量m＝2kg的木块A以速度v0＝2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如右图所示，重力加速度g＝10m/s2.则下列说法正确的是（ ）
A．A、B之间动摩擦因数为0.1
B．长木板的质量为1
kg
C．长木板长度至少为2m
D．A、B组成系统损失机械能为4J
8．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
9．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．
10．如图所示，光滑水平面上有A、B两辆小车，质量均为m＝1kg，现将小球C用长为0.2
m的细线悬于轻质支架顶端，mC＝0.5kg。开始时A车与C球以v0＝4m/s的速度冲向静止的B车。若两车正碰后粘在一起，不计空气阻力，重力加速度g取10
m/s2，则（ ）
A．A车与B车碰撞瞬间，两车动量守恒，机械能也守恒
B．从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒
C．小球能上升的最大高度为0.16
m
D．小球能上升的最大高度为0.12
m
二、多项选择题
11．如图所示，在光滑的水平面上放着质量分别为m和2m的A、B两个物块，现用外力缓慢向左推B使弹簧压缩，此过程中推力做功为W，然后撤去外力，则（
）
A．从开始到A离开墙面的过程中，墙对A的冲量为0
B．当A离开墙面时，B的动量大小为
C．A离开墙面后，A的最大速度为
D．A离开墙面后，弹簧的最大弹性势能为
12．如图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径可视为质点的小球A、B质量分别为mA、mB，A球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的B球相碰，碰后A、B球均能刚好到达与管道圆心O等高处，关于两小球质量比值
的说法正确的是（
）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示，质量为
M
的长木板静止在光滑水平地面上，现有一质量为m
的小滑块（可视为质点）以
v0的初速度从木板左端沿
木板上表面冲上木板，带动木板M
一起向前滑动，木板足够长。根据本题的已知条件，从m
开始冲上M
到两者共速，可以求出的物理量有（ ）
A．m
和M
共同运动的速度
B．两者共速所需要的时间
C．m
与
M
之间的摩擦力f
对两物体做功之和
D．m
与
M
之间的摩擦力f对
M
的冲量
14．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7
kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（
）
A．pA=6
kg·m/s，pB=6
kg·m/s
B．pA=3
kg·m/s，pB=9
kg·m/s
C．pA=－2
kg·m/s，pB=14
kg·m/s
D．pA=－4
kg·m/s，pB=17
kg·m/s
15．如图所示，质量为M=2kg足够长的小车以v0=2.5m/s的速度沿光滑的水平面运动，在小车正上方h=1.25m处有一质量为m=0.5kg的可视为质点的物块静止释放，经过一段时间刚好落在小车上无反弹，作用时间很短，随后二者一起沿水平面向右运动。已知物块与小车上表面之间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度为g=10m/s2，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．物块落在小车的过程中，物块和小车的动量守恒
B．物块落上小车后的最终速度大小为3m/s
C．物块在小车的上表面滑动的距离为0.5m
D．物块落在小车的整个过程中，系统损失的能量为7.5J
三、填空题
16．如图所示,方盒A静止在光滑的水平面上,盒内有一小滑块B,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ．若滑块以速度v开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为__________；滑块相对于盒运动的路程为__________．
17．如图所示，木块A的质量mA＝1kg，足够长的木板B的质量mB＝4kg，质量为mC＝4kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦。现使A以v0＝12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s的速度弹回，则A与B碰撞后瞬间，B的速度为__m/s
，C运动过程中的最大速度为__m/s
，整个过程中因为B、C之间的摩擦而产生的总内能为___J。
18．某机械装置的竖直切面如图所示，装置由内壁光滑的圆管构成，其中AB部分水平，BC部分是内径为R的半圆，且圆管半径远小于R。由于某种原因，一质量为m的小球a留在了水平管内，现用一个质量也为m的小球b“冲撞”小球a,小球a恰好到达圆管最高点C.已知两小球发生弹性正碰，两小球直径略小于圆管直径，重力加速度为g.则小球b的入射速度大小为____，小球b对小球a的冲量大小为_____。
四、解答题
19．如图所示，质量为＝的物块（可视为质点）放在质量为＝的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为＝，质量为＝的子弹以速度＝沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），取。子弹射入后，求
(1)子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度；
(2)木板向右滑行的最大速度；
(3)物块在木板上滑行的时间。
20．如图所示，在光滑水平面上有一个长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一个光滑的圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上，现有滑块A以初速度v0从右端滑上B并以滑离B，恰好能到达C的最高点.A、B、C的质量均为m，试求：
（1）滑块与木板B上表面间的动摩擦因数μ；
（2）圆弧槽C的半径R
21．如图所示，水平地面上有两个静止的小物块A和B（可视为质点），A的质量为m=1.0kg，B的质量为M=2.0kg，A、B之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与物块接触而不连接。水平面的左侧连有一竖直墙壁，右侧与半径为R=0.32m的半圆形轨道相切。现压缩弹簧使A、B由静止释放（A、B分离后立即撤去弹簧），A与墙壁发生弹性碰撞后，在水平面上追上B相碰后粘合在一起。已知A、B粘合体刚好能通过半圆形轨道的最高点，重力加速度取g=10m/s?，不计一切摩擦。
(1)求A、B相碰后粘合在一起的速度大小；
(2)求弹簧压缩后弹簧具有的弹性势能。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
A
B
D
C
A
A
C
C
二、多项选择题
11
12
13
14
15
CD
AB
ACD
ABC
CD
三、填空题
16．
；
；
17．4
2
16
18．
四、解答题
19．【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
(1)子弹射入物块的过程，以子弹和物块组成的系统为研究对象，取向右为正方向，由动量守恒定律得
＝
代入数据解得=
所以子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度是
(2)当子弹、物块、木板三者同速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得
＝
代入数据解得=
(3)对木块在木板上滑动时，由动量定理得＝
代入数据解得=
20．【答案】（1）；（2）
【解析】
由于水平面光滑，A与B、C组成的系统动量守恒和能量守恒，有：
mv0＝m(v0)＋2mv1
①
μmgL＝mv02－m(v0)
2－×2mv12
②
联立①②解得：μ＝
.
②当A滑上C，B与C分离，A、C间发生相互作用．A到达最高点时两者的速度相等．A、C组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒：
m(v0)＋mv1＝(m＋m)v2
③
m(v0)2＋mv12＝
(2m)v22＋mgR
④
联立①③④解得：R＝
21．【答案】(1)；(2)27J
【解析】
(1)设粘合体在圆轨道的最高点的速度大小为，粘合体刚好能通过圆轨道的最高点，则对粘合体由牛顿第二定律得
设A、B相碰后粘合在一起的速度大小为，则由机械能守恒定律得
联立代入数据解得
(2)压缩弹簧释放后，设A的速度大小为，B的速度大小为，取向左为正方向。由动量守恒定律得
A与墙壁发生弹性碰撞反弹，速度大小不变，追上B相碰后粘合在一起，由动量守恒定律得
设弹簧被压缩后具有的弹性势能为，由机械能守恒定律得
联立代入数据解得
第一章
动量守恒定律
1.5
弹性碰撞和非弹性碰撞（提高）
一、单项选择题
1．如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A和B，其质量，B球上固定一轻质弹簧。A球以速率v去碰撞静止的B球，则（
）
A．A球的最小速率为零
B．B球的最大速率为v
C．当弹簧恢复原长时，B球速率最大
D．当弹簧压缩量最大时，两球速率都最小
2．如图所示，光滑的水平面上有一个质量为的凸型滑块，它的左侧面与水平面相切，并且光滑，滑块的高度为。质量为的小球，以某一初速度在水平面上迎着光滑曲面冲向滑块，要使小球越过滑块，初速度至少是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是（
）
A．0.6
B．0.4
C．0.3
D．0.2
4．如图所示，在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道，在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙，另一个质量为m1的弹性小球甲以初速v0运动，与乙球发生第一次碰撞后，恰在D点发生第二次碰撞。则甲、乙两球的质量之比m1∶m2等于（ ）
A．1∶9
B．1∶3
C．5∶3
D．2∶3
5．质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，具有初动能E0的第一号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘成一个整体，这个整体的动能等于（ ）
A．E0
B．
C．
D．
6．甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则（ ）
A．碰撞前甲的动量大小为1kgm/s
B．碰撞后乙的动量大小为6kgm/s
C．碰撞前后，甲的动量减小了6kgm/s
D．碰撞过程，两物块损失的机械能为6J
7．如图，光滑水平面上放着长木板B，质量m＝2kg的木块A以速度v0＝2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如右图所示，重力加速度g＝10m/s2.则下列说法正确的是（ ）
A．A、B之间动摩擦因数为0.1
B．长木板的质量为1
kg
C．长木板长度至少为2m
D．A、B组成系统损失机械能为4J
8．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
9．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．
10．如图所示，光滑水平面上有A、B两辆小车，质量均为m＝1kg，现将小球C用长为0.2
m的细线悬于轻质支架顶端，mC＝0.5kg。开始时A车与C球以v0＝4m/s的速度冲向静止的B车。若两车正碰后粘在一起，不计空气阻力，重力加速度g取10
m/s2，则（ ）
A．A车与B车碰撞瞬间，两车动量守恒，机械能也守恒
B．从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒
C．小球能上升的最大高度为0.16
m
D．小球能上升的最大高度为0.12
m
二、多项选择题
11．如图所示，在光滑的水平面上放着质量分别为m和2m的A、B两个物块，现用外力缓慢向左推B使弹簧压缩，此过程中推力做功为W，然后撤去外力，则（
）
A．从开始到A离开墙面的过程中，墙对A的冲量为0
B．当A离开墙面时，B的动量大小为
C．A离开墙面后，A的最大速度为
D．A离开墙面后，弹簧的最大弹性势能为
12．如图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径可视为质点的小球A、B质量分别为mA、mB，A球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的B球相碰，碰后A、B球均能刚好到达与管道圆心O等高处，关于两小球质量比值
的说法正确的是（
）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示，质量为
M
的长木板静止在光滑水平地面上，现有一质量为m
的小滑块（可视为质点）以
v0的初速度从木板左端沿
木板上表面冲上木板，带动木板M
一起向前滑动，木板足够长。根据本题的已知条件，从m
开始冲上M
到两者共速，可以求出的物理量有（ ）
A．m
和M
共同运动的速度
B．两者共速所需要的时间
C．m
与
M
之间的摩擦力f
对两物体做功之和
D．m
与
M
之间的摩擦力f对
M
的冲量
14．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7
kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（
）
A．pA=6
kg·m/s，pB=6
kg·m/s
B．pA=3
kg·m/s，pB=9
kg·m/s
C．pA=－2
kg·m/s，pB=14
kg·m/s
D．pA=－4
kg·m/s，pB=17
kg·m/s
15．如图所示，质量为M=2kg足够长的小车以v0=2.5m/s的速度沿光滑的水平面运动，在小车正上方h=1.25m处有一质量为m=0.5kg的可视为质点的物块静止释放，经过一段时间刚好落在小车上无反弹，作用时间很短，随后二者一起沿水平面向右运动。已知物块与小车上表面之间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度为g=10m/s2，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．物块落在小车的过程中，物块和小车的动量守恒
B．物块落上小车后的最终速度大小为3m/s
C．物块在小车的上表面滑动的距离为0.5m
D．物块落在小车的整个过程中，系统损失的能量为7.5J
三、填空题
16．如图所示,方盒A静止在光滑的水平面上,盒内有一小滑块B,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ．若滑块以速度v开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为__________；滑块相对于盒运动的路程为__________．
17．如图所示，木块A的质量mA＝1kg，足够长的木板B的质量mB＝4kg，质量为mC＝4kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦。现使A以v0＝12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s的速度弹回，则A与B碰撞后瞬间，B的速度为__m/s
，C运动过程中的最大速度为__m/s
，整个过程中因为B、C之间的摩擦而产生的总内能为___J。
18．某机械装置的竖直切面如图所示，装置由内壁光滑的圆管构成，其中AB部分水平，BC部分是内径为R的半圆，且圆管半径远小于R。由于某种原因，一质量为m的小球a留在了水平管内，现用一个质量也为m的小球b“冲撞”小球a,小球a恰好到达圆管最高点C.已知两小球发生弹性正碰，两小球直径略小于圆管直径，重力加速度为g.则小球b的入射速度大小为____，小球b对小球a的冲量大小为_____。
四、解答题
19．如图所示，质量为＝的物块（可视为质点）放在质量为＝的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为＝，质量为＝的子弹以速度＝沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），取。子弹射入后，求
(1)子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度；
(2)木板向右滑行的最大速度；
(3)物块在木板上滑行的时间。
20．如图所示，在光滑水平面上有一个长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一个光滑的圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上，现有滑块A以初速度v0从右端滑上B并以滑离B，恰好能到达C的最高点.A、B、C的质量均为m，试求：
（1）滑块与木板B上表面间的动摩擦因数μ；
（2）圆弧槽C的半径R
21．如图所示，水平地面上有两个静止的小物块A和B（可视为质点），A的质量为m=1.0kg，B的质量为M=2.0kg，A、B之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与物块接触而不连接。水平面的左侧连有一竖直墙壁，右侧与半径为R=0.32m的半圆形轨道相切。现压缩弹簧使A、B由静止释放（A、B分离后立即撤去弹簧），A与墙壁发生弹性碰撞后，在水平面上追上B相碰后粘合在一起。已知A、B粘合体刚好能通过半圆形轨道的最高点，重力加速度取g=10m/s?，不计一切摩擦。
(1)求A、B相碰后粘合在一起的速度大小；
(2)求弹簧压缩后弹簧具有的弹性势能。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
A
B
D
C
A
A
C
C
二、多项选择题
11
12
13
14
15
CD
AB
ACD
ABC
CD
三、填空题
16．
；
；
17．4
2
16
18．
四、解答题
19．【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
(1)子弹射入物块的过程，以子弹和物块组成的系统为研究对象，取向右为正方向，由动量守恒定律得
＝
代入数据解得=
所以子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度是
(2)当子弹、物块、木板三者同速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得
＝
代入数据解得=
(3)对木块在木板上滑动时，由动量定理得＝
代入数据解得=
20．【答案】（1）；（2）
【解析】
由于水平面光滑，A与B、C组成的系统动量守恒和能量守恒，有：
mv0＝m(v0)＋2mv1
①
μmgL＝mv02－m(v0)
2－×2mv12
②
联立①②解得：μ＝
.
②当A滑上C，B与C分离，A、C间发生相互作用．A到达最高点时两者的速度相等．A、C组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒：
m(v0)＋mv1＝(m＋m)v2
③
m(v0)2＋mv12＝
(2m)v22＋mgR
④
联立①③④解得：R＝
21．【答案】(1)；(2)27J
【解析】
(1)设粘合体在圆轨道的最高点的速度大小为，粘合体刚好能通过圆轨道的最高点，则对粘合体由牛顿第二定律得
设A、B相碰后粘合在一起的速度大小为，则由机械能守恒定律得
联立代入数据解得
(2)压缩弹簧释放后，设A的速度大小为，B的速度大小为，取向左为正方向。由动量守恒定律得
A与墙壁发生弹性碰撞反弹，速度大小不变，追上B相碰后粘合在一起，由动量守恒定律得
设弹簧被压缩后具有的弹性势能为，由机械能守恒定律得
联立代入数据解得