第1章 第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案（鲁科版）

[A组　素养达标] 1．下列关于碰撞的理解正确的是(　　) A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程 B．在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒 C．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D．微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞 解析：碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象，一般内力远大于外力。如果碰撞过程中机械能守恒，就叫作弹性碰撞。微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞。综上所述，A正确，B、C、D错误。 答案：A 2．如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是(　　) A．A开始运动时 B．A的速度等于v时 C．B的速度等于零时 D．A和B的速度相等时 解析：A、B速度相等时弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，动能损失最大，选项D正确。 答案：D 3．在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图像如图所示。下列关系式正确的是(　　) A．ma>mb B．ma<mb C．ma＝mb D．无法判断 解析：由图像知，a球以初速度与原来静止的b球碰撞，碰后a球反弹且速度小于初速度，根据碰撞规律知，a球质量小于b球质量。 答案：B 4．(多选)质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图像如图所示。由图可知，以下说法正确的是(　　) A．碰撞前两物体质量与速度的乘积相同 B．m1＝m2 C．碰撞后两物体一起做匀速直线运动 D．碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反 解析：由题图可知，两物体碰前都做匀速直线运动，但运动方向相反，碰后两物体位置不变，即处于静止状态，所以碰后速度都为零，即碰撞后总动量为0，由动量守恒定律知，碰撞前两物体的动量大小相等，方向相反，故A、C错误，D正确；又由图线夹角均为θ，则碰前速度大小相等，可得m1等于m2，故B正确。 答案：BD 5．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。两滑块发生弹性碰撞后的运动状态可能是(　　) A．A和B都向左运动 B．A和B都向右运动 C．A静止，B向右运动 D．A向左运动，B向右运动 解析：两球碰撞过程动量守恒，取水平向右方向为正方向，碰撞前系统的总动量p＝mAvA＋mBvB＝m×2v0＋2m×(－v0)＝0，则碰撞后系统的总动量也为零，那么A、B应都静止或向相反方向运动，选项D正确。 答案：D 6．(多选)质量为1 kg的小球以4 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球正碰。关于碰后的速度v1′和v2′，下面可能正确的是(　　) A．v1′＝v2′＝ m/s B．v1′＝3 m/s，v2′＝0.5 m/s C．v1′＝1 m/s，v2′＝3 m/s D．v1′＝－1 m/s，v2′＝2.5 m/s 解析：由碰撞前后总动量守恒m1v1＝m1v1′＋m2v2′和能量不增加Ek≥Ek1′＋Ek2′验证A、B、D三项皆可能正确。但B项碰后后面小球的速度大于前面小球的速度，会发生第二次碰撞，不符合实际，所以A、D两项可能正确。 答案：AD 7．一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为(　　) A. B. C. D. 解析：设中子的质量为m，则被碰原子核的质量为Am，两者发生弹性碰撞，动量守恒，有mv0＝mv1＋Amv′，动能守恒，有。v0，故碰撞前、后中子的速率之比为v0。若只考虑速度大小，则中子的速率为v1′＝Amv′2，解以上两式得v1＝＋mv＝mv 答案：A 8.如图所示，光滑水平面上有三个木块A、B、C，质量分别为mA＝mC＝2m、mB＝m。A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与木块不拴接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三木块速度恰好相同，B与C碰撞前，A、B已脱离弹簧，求B与C碰撞前B的速度。 解析：细绳断开后，在弹簧弹力的作用下，A做减速运动，B做加速运动，最终三者以共同速度向右运动，设共同速度为v，A和B分开后，B的速度为vB，对三个木块组成的系统，整个过程总动量守恒，取v0的方向为正方向，则有(mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)v 对A、B两个木块，分开过程满足动量守恒，则有 (mA＋mB)v0＝mAv＋mBvB 联