课时分层作业3 弹性碰撞与非弹性碰撞-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册【名师导航】同步Word练习(鲁科版)

课时分层作业(三)　弹性碰撞与非弹性碰撞 (建议用时：25分钟) ⊙考点一　碰撞过程的特点 1.如图所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为3 m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s，则甲、乙两物体质量之比为(　　) A．2∶3　　　　 B．2∶5 C．3∶5 D．5∶3 C　[选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有m甲v1－m乙v2＝－m甲v′1＋m乙v′2，代入数据，可得m甲∶m乙＝3∶5，选项C正确．] 2.A、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移－时间图像如图所示．由图可知，物体A、B的质量之比为(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1 C　[由题图知：碰前vA＝4 m/s，vB＝0.碰后vA′＝vB′＝1 m/s，由动量守恒可知mAvA＋0＝mAvA′＋mBvB′，解得mB＝3mA.故选项C正确．] 3.如图所示，光滑水平面上P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰，正碰后P物体静止，Q物体以P物体碰前的速度v离开．已知P与Q质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列说法正确的是(　　) A．P的速度恰好为零 B．P与Q具有相同的速度 C．Q刚开始运动 D．Q的速度等于v B　[P物体接触弹簧后，在弹簧弹力的作用下，P做减速运动，Q做加速运动，P、Q间的距离减小，当P、Q两物体速度相等时，弹簧被压缩到最短，所以B正确，A、C错误；由于作用过程中动量守恒，设速度相等时速度为v′，则mv＝(m＋m)v′，所以弹簧被压缩至最短时，P、Q的速度v′＝，故D错误．] ⊙考点二　碰撞的判断和常见碰撞模型 4．(多选)质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后，小球A的动能变为原来的，那么小球B的速度可能是(　　) A．v0v0 D．v0 C．v0 B． AB　[要注意的是，两球的碰撞不一定是弹性碰撞，A球碰后动能变为原来的v0，根据两球碰撞前、后的总动量守恒，有.两球在光滑水平面上正碰，碰后A球的运动有两种可能，继续沿原方向运动或被反弹．当以A球原来的速度方向为正方向时，则v′A＝±，则其速度大小仅为原来的 mv0＋0＝m×＋2mv′B， mv0＋0＝m×＋2mv″B， 解得v′B＝v0.]v0，v″B＝ 5．(多选)在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是(　　) A．甲球停下，乙球反向运动 B．甲球反向运动，乙球停下 C．甲、乙两球都反向运动 D．甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等 AC　[由p2＝2mEk知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断A、C项正确．] 6．质量为ma＝1 kg，mb＝2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移—时间图像如图所示，则可知碰撞属于(　　) A．弹性碰撞　　　　　 　 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，不能判断 A　[由x－t图像知，碰撞前va＝3 m/s，vb＝0，碰撞后va′＝－1 m/s，vb′＝2 m/s，碰撞前动能为 J，故动能守恒，碰撞前动量mava＋mbvb＝3 kg·m/s，碰撞后动量mava′＋mbvb′＝3 kg·m/s，故动量守恒，所以碰撞属于弹性碰撞．]mbvb′2＝mava′2＋ J，碰撞后动能为＝mbv＋mav 7．(多选)质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后二者的动量正好相等．二者质量之比可能为(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 AB　[设碰撞后两物块的动量都为p，则系统的总动量为2p.根据p2＝2mEk可得碰撞前的总动能为Ek1＝≤3.故选项A、B正确．]，所以＋≥.根据碰撞前后的动能关系可得＋，碰撞后的总动能为Ek2＝ ⊙考点三　碰撞综合应用 8．质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑，如图所示，一个质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法错误的是(　　) A．小球一定沿水平方向向左做平抛运动 B．小球可能沿水平方向向左做平抛运动 C．小球可能沿水平方向向右做平抛运动 D．小球可能做自由落体运动 A　[小球水平冲上小车，又返回左端，到离开小车的整个过程中，系统水平方向动量守恒，机械能守恒，相当于小球与小车发生弹性碰撞的过程，如果m<M，小球离开小车向左做平抛运动，如果m＝M，小球离开小车做自由落体运动，如果m>M，小球离开小车向右做平抛运动，所以A错误，B、C、D正确．] 9．如图所示，一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的静止的物块B