1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 308.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-01 09:13:58 | ||
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文档简介
2021-2022人教版（2019）高中物理选修一
1.5弹性碰撞和非弹性碰撞
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，在水平地面上有一质量为的长木板，板右端固定一立柱。质量为的人站在木板左端，木板与人均静止。当人加速向右奔跑的过程中，木板向左运动，人到达木板右端时立刻抱住立柱。关于抱住立柱后，人与木板一起运动的方向，下列说法中正确的是（ ）
A．若水平面光滑，人与木板一起向右运动
B．若水平面粗糙，人与木板一起向右运动
C．只要，人与木板就一起向右运动
D．因为不知道人跑的速度大小所以不能确定一起运动的方向
2．质量为3m，速度为v的小车， 与质量为2m的静止小车碰撞后连在一起运动，则两车碰撞后的总动量是（ ）
A． mv B．2mv C．3mv D．5mv
3．a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量pa=30kg·m/s，b球动量pb=0，碰撞过程中，a球的动量减少了20kg·m/s，则作用后b球的动量为（ ）
A．-20kg·m/s B．10kg·m/s
C．20kg·m/s D．30kg·m/s
4．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为（ ）
A．10m/s B．5m/s C．6m/s D．12m/s
5．一小船（不含游客）的质量为2m，以1m/s的速度匀速行驶.当质量为m的游客从船上以相对海岸4m/s的水平速度向前跳入水中后，船的速度为（不计水的阻力）（ ）
A．3.5m/s B．-1m/s C．3m/s D．-0.5m/s
6．如图，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙．质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度大小为（ ）
A．零 B． C． D．
7．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
8．车厢停在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹．设子弹质量为m，出口速度v，车厢和人的质量为M，则子弹陷入前车壁后，车厢的速度为（ ）
A．mv/M，向前 B．mv/M，向后
C．mv/（m M），向前 D．0
9．一研究小组为了探究影响小球动能大小的因素，把两个相同质量的小球用等长的细线悬挂起来，使两球并排靠在一起．拉开右边的小球，将它从不同高度处释放，去撞击左边的小球,如图所示．左边小球被撞后摆起的最大高度的可能情况是
A．右球释放位置越低，左球被撞后摆得越高
B．右球释放位置越高，左球被撞后摆得越低
C．右球释放位置越高，左球被撞后摆得越高
D．右球从不同高度处释放，左球被撞后都摆得一样高
二、多选题
10．如图，一质量为M的物块静止在桌面边缘。一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度射出。则子弹对物块冲量I的大小、摩擦力方向为（ ）
A． B．
C．水平向左 D．水平向右
11．如图，两质量分别为m1=1 kg和m2=4 kg小球在光滑水平面上相向而行，速度分别为v1=4 m/s和v2=6 m/s，发生碰撞后，系统可能损失的机械能为（ ）
A．25J B．35J C．45J D．55J
12．如图所示，一质量M=3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A，同时给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板，在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是( )
A．2.1 m/s B．2.4 m/s C．2.8 m/s D．3.0 m/s
三、解答题
13．如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，求两滑块发生弹性碰撞后的速度．
14．如图所示，两个滑块A、B静置于同一光滑水平直轨道上。A的质量为m，现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以，的速度向右运动。求：
① B的质量；
②碰撞过程中A对B的冲量的大小。
15．在光滑水平地面上放有一质量M=3kg带四分之一光滑圆弧形槽的小车，质量为m=2kg的小球以速度v0=5m/s沿水平槽口滑上圆弧形槽槽口距地面的高度h=0.8m，重力加速度g=10m/s2．求：
(1)小球从槽口开始运动到最高点(未离开小车)的过程中，小球对小车做的功W；
(2)小球落地瞬间，小车与小球间的水平间距L．
16．如图，粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角θ=37°．小滑块(可看作质点)A的质量为mA=1kg，小滑块B的质量为mB=0.5kg，其左端连接一轻质弹簧．若滑块A在斜面上受到F=2N，方向垂直斜面向下的恒力作用时，恰能沿斜面匀速下滑．现撤去F，让滑块A从距斜面底端L=2.4m处，由静止开始下滑．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
(1)滑块A与斜面间的动摩擦因数；
(2)撤去F后，滑块A到达斜面底端时的速度大小；
(3)滑块A与弹簧接触后的运动过程中弹簧最大弹性势能．
参考答案
1．B
【详解】
A．若水平面光滑，人与系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初状态动量守恒，由动量守恒定律可知，人抱住立柱后系统总动量为零，人抱住立柱后人与木板的速度为零，人与木板静止，故A错误；
BCD．若水平面粗糙，人在木板上奔跑过程，人对木板的摩擦力水平向左，地面对木板的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，人对木板的摩擦力与木板对人的摩擦力大小相等，人受到的合力等于木板对人的摩擦力，木板受到的合力等于人对木板的摩擦力大小与地面对木板的摩擦力大小之差，因此木板受到的合力大小小于人受到的合力大小，由于力的作用时间相等，人所受合力的冲量大小大于木板所受合力的冲量大小，由动量定理可知，人抱住立柱前瞬间，人的动量大小大于木板的动量大小，人的动量向右，木板的动量向左，人抱住立柱过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，人抱住立柱前系统的总动量水平向右，由动量守恒定律可知，人抱住立柱后系统的总动量也向右，人抱住立柱后人与木板的速度水平向右，人与木板一起向右运动，故B正确；CD错误。
故选B。
2．C
【详解】
两车碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得
则两车碰撞后的总动量
故选C。
3．C
【详解】
碰撞过程中，a球的动量减少了20kg·m/s，故此时a球的动量是10kg·m/s，a、b两球碰撞前后总动量保持不变为30kg·m/s，则作用后b球的动量为20kg·m/s。
故选C。
4．A
【详解】
取A球的速度方向为正方向，AB的总动量大小为：
根据动量守恒得：，解得：
A．10m/s．故A符合题意．
B．5m/s．故B不符合题意．
C．6m/s．故C不符合题意．
D．12m/s．故D不符合题意．
5．D
【详解】
把小船和人看成一个系统满足动量守恒：，代入数据解得：
v1=-0.5
负号表示运动方向向后．
A．3.5m/s．故A不符合题意．
B．-1m/s．故B不符合题意．
C．3m/s．故C不符合题意．
D．-0.5m/s．故D符合题意．
6．C
【详解】
B滑上A的过程中，AB系统动量守恒，根据动量守恒定律得：
mv0=（M+m）v
解得：v=
故选C
7．C
【详解】
由动量守恒定律可知，，代入数据可得，解得，故C正确，ABD错误。
8．D
【解析】
以车厢、人、子弹为系统，合外力为零，整个系统动量守恒，系统总动量为零，所以末态总动量也为零，即末态车厢速度为零，故选项D正确，ABC错误．
点睛：本题为考查动量守恒的基础问题，只要正确找出研究对象即可求得最后的速度．
9．C
【分析】
动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，位置越高，重力势能越大．该题考查了动能、重力势能的影响因素以及动能和重力势能之间的转化．
【详解】
右球运动过程中，高度逐渐降低，重力势能转化为动能；左球被撞后获得动能向左运动，动能转化为重力势能，右球释放位置越高，开始时重力势能越大，左球被撞后获得动能越大，左球被撞后摆得越高，右球释放位置越低，左球被撞后摆得越低，故ABD错误，C正确．
故本题选C．
10．AD
【详解】
AB．子弹与物块相互作用过程中，系统动量守恒，则有
对物块应用动量定理，有
联立可得
故A正确，B错误；
CD．子弹射出过程，物块相对子弹向左运动，故物块所受摩擦力方向水平向右,故C错误，D正确。
故选AD。
11．AB
【详解】
若两球发生弹性碰撞，则系统机械能不损失；若两球发生完全非弹性碰撞，则系统机械能损失最多，此时由动量守恒定律和能量守恒定律得
m2v2－m1v1=(m1＋m2)v
ΔEmax=m1v12＋m2v22－(m1＋m2)v2
联立并代入数据解得
ΔEmax=40J
综合可知
0≤ΔE≤40J
所以A、B正确，C、D错误。
故选AB。
12．AB
【详解】
以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零过程中，由动量守恒定律得
，
代入数据解得
，
当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得：，则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为：
，
故选AB。
13．两滑块弹性碰撞后的速度分别为2v0、方向向左，v0、方向向右．
【详解】
规定向右为正方向，设碰后A、B的速度为vA、vB，A、B两滑块组成系统动量守恒，有：
m?2v0﹣2m?v0=mvA+2mvB
又系统机械能守恒有：
联立以上方程可解得：
vA=﹣2v0
vB=v0
则碰后A滑块速度水平向左，B滑块速度水平向右。
14．（1）；（2）
【详解】
① 根据动量守恒定律可得
解得
②根据动量定理可得
15．（1） （2）
【详解】
（1）小球上升至最高点时，两物体速度水平速度相等，小车和小球水平方向动量守恒，得： ①
对小车由动能定理得：
②
联立①②解得：
（2）小球回到槽口时，小球和小车水平方向动量守恒，得：
③
小球和小车由功能关系得：
④
联立③④可解得：⑤， ⑥
小球离开小车后，向右做平抛运动，小车向左做匀速运动
⑦
⑧
联立⑤⑥⑦⑧可得：
16．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）滑块沿着鞋面匀速下滑时受力如图1所示
由平衡知,,
解得
（2）滑块沿鞋面加速下滑时受力如图2所示，
设滑块A滑到斜面底端时速度为，根据动能定理
代入数据解得
（3）以A、B弹簧为研究对象，设它们共同的速度为v，根据动量守恒定律
，根据能量守恒
代入数据解得：
试卷第2 22页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
1.5弹性碰撞和非弹性碰撞
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，在水平地面上有一质量为的长木板，板右端固定一立柱。质量为的人站在木板左端，木板与人均静止。当人加速向右奔跑的过程中，木板向左运动，人到达木板右端时立刻抱住立柱。关于抱住立柱后，人与木板一起运动的方向，下列说法中正确的是（ ）
A．若水平面光滑，人与木板一起向右运动
B．若水平面粗糙，人与木板一起向右运动
C．只要，人与木板就一起向右运动
D．因为不知道人跑的速度大小所以不能确定一起运动的方向
2．质量为3m，速度为v的小车， 与质量为2m的静止小车碰撞后连在一起运动，则两车碰撞后的总动量是（ ）
A． mv B．2mv C．3mv D．5mv
3．a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量pa=30kg·m/s，b球动量pb=0，碰撞过程中，a球的动量减少了20kg·m/s，则作用后b球的动量为（ ）
A．-20kg·m/s B．10kg·m/s
C．20kg·m/s D．30kg·m/s
4．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为（ ）
A．10m/s B．5m/s C．6m/s D．12m/s
5．一小船（不含游客）的质量为2m，以1m/s的速度匀速行驶.当质量为m的游客从船上以相对海岸4m/s的水平速度向前跳入水中后，船的速度为（不计水的阻力）（ ）
A．3.5m/s B．-1m/s C．3m/s D．-0.5m/s
6．如图，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙．质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度大小为（ ）
A．零 B． C． D．
7．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
8．车厢停在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹．设子弹质量为m，出口速度v，车厢和人的质量为M，则子弹陷入前车壁后，车厢的速度为（ ）
A．mv/M，向前 B．mv/M，向后
C．mv/（m M），向前 D．0
9．一研究小组为了探究影响小球动能大小的因素，把两个相同质量的小球用等长的细线悬挂起来，使两球并排靠在一起．拉开右边的小球，将它从不同高度处释放，去撞击左边的小球,如图所示．左边小球被撞后摆起的最大高度的可能情况是
A．右球释放位置越低，左球被撞后摆得越高
B．右球释放位置越高，左球被撞后摆得越低
C．右球释放位置越高，左球被撞后摆得越高
D．右球从不同高度处释放，左球被撞后都摆得一样高
二、多选题
10．如图，一质量为M的物块静止在桌面边缘。一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度射出。则子弹对物块冲量I的大小、摩擦力方向为（ ）
A． B．
C．水平向左 D．水平向右
11．如图，两质量分别为m1=1 kg和m2=4 kg小球在光滑水平面上相向而行，速度分别为v1=4 m/s和v2=6 m/s，发生碰撞后，系统可能损失的机械能为（ ）
A．25J B．35J C．45J D．55J
12．如图所示，一质量M=3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A，同时给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板，在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是( )
A．2.1 m/s B．2.4 m/s C．2.8 m/s D．3.0 m/s
三、解答题
13．如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，求两滑块发生弹性碰撞后的速度．
14．如图所示，两个滑块A、B静置于同一光滑水平直轨道上。A的质量为m，现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以，的速度向右运动。求：
① B的质量；
②碰撞过程中A对B的冲量的大小。
15．在光滑水平地面上放有一质量M=3kg带四分之一光滑圆弧形槽的小车，质量为m=2kg的小球以速度v0=5m/s沿水平槽口滑上圆弧形槽槽口距地面的高度h=0.8m，重力加速度g=10m/s2．求：
(1)小球从槽口开始运动到最高点(未离开小车)的过程中，小球对小车做的功W；
(2)小球落地瞬间，小车与小球间的水平间距L．
16．如图，粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角θ=37°．小滑块(可看作质点)A的质量为mA=1kg，小滑块B的质量为mB=0.5kg，其左端连接一轻质弹簧．若滑块A在斜面上受到F=2N，方向垂直斜面向下的恒力作用时，恰能沿斜面匀速下滑．现撤去F，让滑块A从距斜面底端L=2.4m处，由静止开始下滑．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
(1)滑块A与斜面间的动摩擦因数；
(2)撤去F后，滑块A到达斜面底端时的速度大小；
(3)滑块A与弹簧接触后的运动过程中弹簧最大弹性势能．
参考答案
1．B
【详解】
A．若水平面光滑，人与系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初状态动量守恒，由动量守恒定律可知，人抱住立柱后系统总动量为零，人抱住立柱后人与木板的速度为零，人与木板静止，故A错误；
BCD．若水平面粗糙，人在木板上奔跑过程，人对木板的摩擦力水平向左，地面对木板的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，人对木板的摩擦力与木板对人的摩擦力大小相等，人受到的合力等于木板对人的摩擦力，木板受到的合力等于人对木板的摩擦力大小与地面对木板的摩擦力大小之差，因此木板受到的合力大小小于人受到的合力大小，由于力的作用时间相等，人所受合力的冲量大小大于木板所受合力的冲量大小，由动量定理可知，人抱住立柱前瞬间，人的动量大小大于木板的动量大小，人的动量向右，木板的动量向左，人抱住立柱过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，人抱住立柱前系统的总动量水平向右，由动量守恒定律可知，人抱住立柱后系统的总动量也向右，人抱住立柱后人与木板的速度水平向右，人与木板一起向右运动，故B正确；CD错误。
故选B。
2．C
【详解】
两车碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得
则两车碰撞后的总动量
故选C。
3．C
【详解】
碰撞过程中，a球的动量减少了20kg·m/s，故此时a球的动量是10kg·m/s，a、b两球碰撞前后总动量保持不变为30kg·m/s，则作用后b球的动量为20kg·m/s。
故选C。
4．A
【详解】
取A球的速度方向为正方向，AB的总动量大小为：
根据动量守恒得：，解得：
A．10m/s．故A符合题意．
B．5m/s．故B不符合题意．
C．6m/s．故C不符合题意．
D．12m/s．故D不符合题意．
5．D
【详解】
把小船和人看成一个系统满足动量守恒：，代入数据解得：
v1=-0.5
负号表示运动方向向后．
A．3.5m/s．故A不符合题意．
B．-1m/s．故B不符合题意．
C．3m/s．故C不符合题意．
D．-0.5m/s．故D符合题意．
6．C
【详解】
B滑上A的过程中，AB系统动量守恒，根据动量守恒定律得：
mv0=（M+m）v
解得：v=
故选C
7．C
【详解】
由动量守恒定律可知，，代入数据可得，解得，故C正确，ABD错误。
8．D
【解析】
以车厢、人、子弹为系统，合外力为零，整个系统动量守恒，系统总动量为零，所以末态总动量也为零，即末态车厢速度为零，故选项D正确，ABC错误．
点睛：本题为考查动量守恒的基础问题，只要正确找出研究对象即可求得最后的速度．
9．C
【分析】
动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，位置越高，重力势能越大．该题考查了动能、重力势能的影响因素以及动能和重力势能之间的转化．
【详解】
右球运动过程中，高度逐渐降低，重力势能转化为动能；左球被撞后获得动能向左运动，动能转化为重力势能，右球释放位置越高，开始时重力势能越大，左球被撞后获得动能越大，左球被撞后摆得越高，右球释放位置越低，左球被撞后摆得越低，故ABD错误，C正确．
故本题选C．
10．AD
【详解】
AB．子弹与物块相互作用过程中，系统动量守恒，则有
对物块应用动量定理，有
联立可得
故A正确，B错误；
CD．子弹射出过程，物块相对子弹向左运动，故物块所受摩擦力方向水平向右,故C错误，D正确。
故选AD。
11．AB
【详解】
若两球发生弹性碰撞，则系统机械能不损失；若两球发生完全非弹性碰撞，则系统机械能损失最多，此时由动量守恒定律和能量守恒定律得
m2v2－m1v1=(m1＋m2)v
ΔEmax=m1v12＋m2v22－(m1＋m2)v2
联立并代入数据解得
ΔEmax=40J
综合可知
0≤ΔE≤40J
所以A、B正确，C、D错误。
故选AB。
12．AB
【详解】
以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零过程中，由动量守恒定律得
，
代入数据解得
，
当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得：，则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为：
，
故选AB。
13．两滑块弹性碰撞后的速度分别为2v0、方向向左，v0、方向向右．
【详解】
规定向右为正方向，设碰后A、B的速度为vA、vB，A、B两滑块组成系统动量守恒，有：
m?2v0﹣2m?v0=mvA+2mvB
又系统机械能守恒有：
联立以上方程可解得：
vA=﹣2v0
vB=v0
则碰后A滑块速度水平向左，B滑块速度水平向右。
14．（1）；（2）
【详解】
① 根据动量守恒定律可得
解得
②根据动量定理可得
15．（1） （2）
【详解】
（1）小球上升至最高点时，两物体速度水平速度相等，小车和小球水平方向动量守恒，得： ①
对小车由动能定理得：
②
联立①②解得：
（2）小球回到槽口时，小球和小车水平方向动量守恒，得：
③
小球和小车由功能关系得：
④
联立③④可解得：⑤， ⑥
小球离开小车后，向右做平抛运动，小车向左做匀速运动
⑦
⑧
联立⑤⑥⑦⑧可得：
16．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）滑块沿着鞋面匀速下滑时受力如图1所示
由平衡知,,
解得
（2）滑块沿鞋面加速下滑时受力如图2所示，
设滑块A滑到斜面底端时速度为，根据动能定理
代入数据解得
（3）以A、B弹簧为研究对象，设它们共同的速度为v，根据动量守恒定律
，根据能量守恒
代入数据解得：
试卷第2 22页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页