课时作业(4) 碰撞（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

课时作业(4)　碰　撞 1．相向运动的A、B两辆小车相撞后，一同沿A原来的方向前进，这是由于碰撞前(　　) A．A车的质量一定大于B车的质量 B．A车的速度一定大于B车的速度 C．A车的动量一定大于B车的动量 D．A车的动能一定大于B车的动能 C　[碰撞前后系统的总动量与A车原来的动量方向相同，因此有A车的动量大于B车的动量．] 2．质量相等的三个小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是(　　) A．A球　　　　　　　 B．B球 C．C球 D．三球一样大 C　[根据动量守恒定律知，A、B、C三球中的动量对应a、b、c球中动量的变化量，由题意知c球是动量变化量最大的球，故C球的动量数值最大．] 3．(多选)如图所示，A、B、C三个小球的质量均为m，B、C两球用轻弹簧连接后静止在光滑的水平面上，A球以速度v0沿B、C两球球心的连线向B球运动，碰后A、B两球粘在一起．对A、B、C及弹簧组成的系统，下列说法正确的是(　　) A．机械能守恒，动量守恒 B．机械能不守恒，动量守恒 C．三球速度相等后，将一起做匀速运动 D．三球速度相等后，速度仍将变化 BD　[因水平面光滑，故系统的动量守恒，A、B两球碰撞后粘在一起，机械能有损失，A错误，B正确；三球速度相等时，弹簧形变量最大，弹力最大，A与B整体及C球受到的合外力不为零，故三球速度仍将发生变化，C错误，D正确．] 4．A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动．B球在前，A球在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率变为原来的一半，碰后两球的速度之比vA′∶vB′为(　　) A．　　　　 B．　　　　 C．2　　　　 D． D　[设碰前A的速率为v，根据题意，pA＝pB，即mv＝2mvB，解得B球碰前速度vB＝.A球碰后速度vA′＝，由动量守恒定律，有mv＋2m×＝m×＋2mvB′，解得vB′＝v，所以＝＝，选项D正确．] 5．A、B两球沿同一条直线运动，下图记录了它们碰撞前后的运动情况，其中a、b分别为A、B球碰前的x­t图线，c为碰后它们的x­t图线．若A球的质量为1 kg，则B球的质量是多少？(计算结果保留2位有效数字) 解析　由图像可知碰前A、B两球的速度分别为 va＝＝ m/s＝－3 m/s， vb＝＝ m/s＝2 m/s. 碰后两球的共同速度 vc＝＝ m/s＝－1 m/s， 由碰撞过程中动量守恒有mAva＋mBvb＝(mA＋mB)vc， 代入数据得mB≈0.67 kg. 答案　0.67 kg 6．如图所示，质量为m的小球A静止于光滑水平面上，A球与墙之间用轻弹簧连接，质量为3m的小球B以水平速度v0与A球相碰后粘在一起并压缩弹簧，不计空气阻力．若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为Ep，从A球被碰后开始到弹簧压缩到最短的过程中墙对弹簧做的功为W，冲量大小为I，则下列表达式正确的是(　　) A．Ep＝mv B．Ep＝mv C．W＝mv D．I＝mv0 A　[A、B碰撞过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得 3mv0＝(3m＋m)v，解得v＝v0，碰撞后，A、B一起压缩弹簧，当A、B的速度减至零时弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律得，最大弹性势能 Ep＝mv2＋(3m)v2＝2mv2，联立解得 Ep＝mv，A正确，B错误；墙对弹簧的弹力位移为零，则墙对弹簧做功为零，C错误；从球A被碰后开始到弹簧压缩到最短的过程中，对A、B及弹簧整体，由动量定理得 I＝3mv0，D错误．] 7．如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点且质量相等，Q与轻质弹簧相连．开始时Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞．在整个碰撞过程中，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 B　[设P的初速度为v0，质量为m，当弹簧具有最大弹性势能时，P、Q速度相等，由动量守恒定律得，mv0＝2mv′，解得v′＝，弹簧的最大弹性势能Ep＝mv－×2mv′2＝×mv，B正确．] 8．如图所示，一个质量为m的物块A与另一个静止的质量为2m的物块B发生正碰，碰后物块B刚好能落入正前方的沙坑中．假设碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1，与沙坑的距离x＝0.5 m，g取10 m/s2，物块可视为质点．则碰撞前瞬间A的速度大小为(　　) A．0.5 m/s B．1.0 m/s C．1.5 m/s D．2.0 m/s C　[碰撞后B做匀减速直线运动，由动能定理得－μ·2mgx＝0