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“四翼”检测评价(三) 弹性碰撞与非弹性碰撞
A组—重基础·体现综合
1.(多选)关于非弹性碰撞,下列说法正确的是( )
A.非弹性碰撞中能量不守恒
B.非弹性碰撞是相对弹性碰撞来说的
C.非弹性碰撞的动能一定减少
D.非弹性碰撞的动能可能增加
解析:选BC 在非弹性碰撞中,机械能不守恒,但能量仍是守恒的,碰撞过程中会有一部分动能转化为其他形式的能量,故动能会减少,B、C正确。
2.现有甲、乙两滑块,质量分别为3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是( )
A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,无法确定
解析:选A 以甲滑块的运动方向为正方向,由动量守恒定律得3mv-mv=0+mv′,所以v′=2v,碰撞前总动能Ek=×3mv2+mv2=2mv2,碰撞后总动能Ek′=mv′2=2mv2,Ek=Ek′,所以A正确,B、C、D错误。
3.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、乙两球都沿乙球的运动方向
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
解析:选C 由p2=2mEk知,正碰前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C正确,A、B、D错误。
4.(2022·济南高二检测)冰壶运动深受观众喜爱,在某次投掷中,冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰,如图2。若两冰壶质量相等,则碰后两冰壶最终停止的位置,可能是图中的哪幅图( )
解析:选B 冰壶甲、乙碰撞过程动量守恒,碰撞前系统动量水平向右,碰撞后合动量也必然水平向右,碰撞后冰壶在摩擦力作用下做匀减速直线运动,所以碰撞点即圆心到最后停靠点的连线代表碰撞后的速度方向,连线的长短代表碰撞后的速度大小。A图中,甲、乙碰后的动量都斜向右上方,所以合动量不可能水平向右,不满足动量守恒定律,A错。B图中,碰撞后甲静止,乙水平向右运动,符合质量相等发生完全弹性碰撞的过程,B是可能的。C图中,虽然甲、乙动量都是水平向右,合动量也满足水平向右,但甲在后,乙在前,碰后甲不可能速度大于乙,即甲不可能在乙前面,C错。D图中,碰后甲的速度大于乙的速度,合动量水平向左,不符合动量守恒定律,D错。
5.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点,质量相等。Q与水平轻弹簧相连,设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于( )
A.P的初动能 B.P的初动能的
C.P的初动能的 D.P的初动能的
解析:选B 在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能时,P和Q的速度相同;根据动量守恒定律mv0=2mv;根据机械能守恒定律,有Ep=mv02-2×mv2=mv02=Ek0 ,故最大弹性势能等于P的初动能的,B正确。
6.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开了一定的距离,如图所示。具有动能E0的第1个物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘在一起,这个整体的动能为( )
A.E0 B. C. D.
解析:选C 由碰撞中动量守恒mv0=3mv1,得v1=,第1个物块具有的动能E0=mv02,则整块的动能为Ek′=×3mv12=×3m2=×mv02=,故C正确。
7.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直线,2、3小球静止,并靠在一起。小球1以速度v0射向它们,如图所示。设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能值是( )
A.v1=v2=v3=v0 B.v1=0,v2=v3=v0
C.v1=0,v2=v3=v0 D.v1=v2=0,v3=v0
解析:选D 两个质量相等的小球发生弹性正碰,碰撞过程中动量守恒,动能守恒,碰撞后将交换速度,故D项正确。
8.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线发生正碰,作用前pA=20 kg·m/s,pB=0;碰撞过程中,A球动量变化量为ΔpA=-10 kg·m/s,则作用后B球的动量pB′为( )
A.-20 kg·m/s B.-10 kg·m/s
C.20 kg·m/s D.10 kg·m/s
解析:选D 根据动量守恒定律知ΔpA+ΔpB=0,由于A动量减少10 kg·m/s,则B动量增加10 kg·m/s,B球的动量pB′=pB+ΔpB=10 kg·m/s,D正确。
9.A、B两物体在水平面上相向运动,其中物体A的质量为mA=4 kg,两物体发生相互作用前后的运动情况如图所示。则物体B的质量mB是________ kg,碰撞过程中系统损失的机械能是________ J。
解析: