课时16.4 碰撞（重点练）-2020-2021学年高二物理十分钟同步课堂专练（人教版选修3-5）

( 第 4 课时 碰撞 第 十六 章 动量守恒定律 ) 1．质量不等的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 【答案】ABC 【解析】以两球组成的系统为研究对象，取A、B球碰撞前的速度方向为正方向，两球的质量分别为、 ，由于碰撞前，A球能追上B球，则 代入数据整理得 ① 系统的总动量 p=7 kg·m/s+5 kg·m/s=12kg·m/s A．若碰后A、B两球动量为 pA=6kg∙m/s，pB=6kg∙m/s 由于 因此碰撞过程中动量守恒，且碰后A球不可能超过B球，因此 解得 ② 另外碰撞后的机械能不可能超过碰前的机械能 代入数据整理得 ③ 由①②③解得 能找到合适质量的A、B两物体，因此A正确； B． 若碰后A、B两球动量为 pA=3kg∙m/s，pB=9kg∙m/s 由于 因此碰撞过程中动量守恒，且碰后A球不可能超过B球，因此 解得 ④ 另外碰撞后的机械能不可能超过碰前的机械能 代入数据整理得 ⑤ 由①④⑤解得 能找到合适质量的A、B两物体，因此B正确； C．若碰后A、B两球动量为 pA=-2kg∙m/s，pB=14kg∙m/s 由于 因此碰撞过程中动量守恒，碰撞后的机械能不可能超过碰前的机械能 代入数据整理得 ⑥ 由①⑥联立解得 能找到合适质量的A、B两物体，因此C正确； D．若碰后A、B两球动量为 pA=-4kg∙m/s，pB=17kg∙m/s 由于 因此碰撞过程中动量不守恒，D错误。 故选ABC。 2．如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为M = 450 kg，桩料的质量为m = 50 kg。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶h0 = 5 m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率k = 5.05 × 104 N/m。g取10 m/s2，则下列说法不正确的是（　　） A．夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为9 m/s B．夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为4.5 m/s C．打完第一夯后，桩料进入泥土的深度为1 m D．打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为3 m 【答案】ABD 【解析】AB．设夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为v0，则 解得 取向下为正方向，设夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为v，由动量守恒定律得 代入数据解得 故AB错误，符合题意； C．由乙图知，桩料下沉过程中所受的阻力随距离均匀变化，可用平均力求阻力做功，则 对夯锤与桩料，由动能定理得 代入数据解得 故C正确，不符合题意； D．由于每次提升重锤距桩帽的高度均为h0，每次碰撞后瞬间的速度均为v，设三次打击后共下降x，则由图象可知，克服阻力做功 由能量守恒定律得 解得 故D错误，符合题意。 故选ABD。 3．如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量也为m的小物块从槽上高h处开始下滑，下列说法不正确的是（　　） A．在下滑过程中，物块和槽组成的系统机械能守恒 B．在下滑过程中，物块和槽组成的系统动量守恒 C．在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒 D．被弹簧反弹后，物块能回到槽上高h处 【答案】BCD 【解析】A．在下滑过程中，对于物块和槽组成的系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，故A正确； B．在下滑的过程中，物块和槽在水平方向上的合外力为零，竖直方向上的合外力不为零，故系统的合外力不为零，不符合动量守恒的条件，故系统的动量不守恒，故B错误； C．在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统，水平方向受到竖直墙壁水平向左的作用力，合外力不为零，故物块和弹簧组成的系统动量不守恒，故C错误； D．因为物块与槽在水平方向上动量守恒，由于质量相等，根据动量守恒定律知物块离开槽时物块与槽的速度大小相等，方向相反，物块被弹簧反弹后，与槽的速度相同，做匀速直线运动，所以物块不会再滑上弧形槽，故D错误。 本题选不正确的，故选BCD。 4．子弹以某一初速度水平击穿放置在光滑水平面上的木块，子弹与木块的速度—时间图像如图所示。假设木块对子弹的阻力大小不变，且子弹仍能击穿木块，下列说法正确的是（　　） A．仅增大子弹入射的初速度，子弹穿过木块的时间变短 B．