(练习)5 课时分层训练(四) 弹性碰撞与非弹性碰撞-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

课时分层训练(四)　弹性碰撞与非弹性碰撞 知识点1　弹性碰撞 1．(多选)如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的s­t图像。已知m1＝0.1 kg。由此可以判断(　　) A. 碰前m2静止，m1向右运动 B. 碰后m2和m1都向右运动 C. 由动量守恒可以算出m2＝0.2 kg D. 碰撞过程中系统机械能未损失 AD　解析：由st(位移－时间)图线的斜率表示速度可知，碰前m2的位移不随时间的变化而变化，处于静止状态，m1的速度大小为v1＝＝4 m/s，方向只有向右才能与m2相碰，即向右为正方向，故A正确；由题图读出，碰后m2向右运动，m1向左运动，故B错误；由题图求出碰后m2和m1的速度分别为v′2＝2 m/s，v′1＝－2 m/s，根据动量守恒定律得m1v1＝m2v′2＋m1v′1，解得m2＝0.3 kg，故C错误；碰撞过程中系统损失的机械能为ΔE＝m1v－m1v′－m2v′，代入数据解得ΔE＝0，故D正确。 2．(多选)甲物体在光滑水平面上的运动速度为v1，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下列结论正确的是(　　) A. 乙的质量等于甲的质量时，碰撞后乙的速度为v1 B. 乙的质量远远小于甲的质量时，碰撞后乙的速率是2v1 C. 乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速率是v1 D. 碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量 ABC　解析：由于碰撞过程中无机械能损失，故是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可以解得两球碰后的速度v′1＝v1，v′2＝v1。当m1＝m2时，v′2＝v1，A正确；当m1≫m2时，v′2＝2v1，B正确；当m1≪m2时，v′1＝－v1，C正确；根据动能定理可知，D错误。 知识点2　非弹性碰撞 3．(多选)如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的两矩形滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍。上述两种射入过程相比较(　　) A. 射入滑块A的子弹速度变化大 B. 整个射入过程中两滑块受的冲量一样大 C. 两个过程中系统产生的热量相同 D. 射入滑块A中时阻力对子弹做的功是射入滑块B中时的两倍 BC　解析：设子弹的初速度为v，子弹和滑块的共同速度为v′，则根据动量守恒定律，有mv＝(M＋m)v′，解得v′＝。由于两矩形滑块A、B的质量相同，故两种情况中最后子弹与滑块的速度都是相同的，子弹的速度变化相同，故A错误；滑块A、B的质量相同，初速度均为0，末速度均为，故动量变化量相等，根据动量定理可知，整个射入过程中两滑块受的冲量一样大，故B正确；根据能量守恒定律，两个过程中系统产生的热量等于系统减小的机械能，即Q＝v2，则两个过程中系统产生的热量相同，故C正确；根据动能定理，射入滑块中时阻力对子弹做的功等于动能的变化量，ΔEk＝v2，则射入滑块A中时阻力对子弹做的功等于射入滑块B中时阻力对子弹做的功，故D错误。 4．如图所示，水平轨道Q点左侧粗糙，右侧光滑，轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为 mA＝3m、mB＝mC＝m，开始时B、C均静止，A在P点以初速度v0向右运动，运动到Q点与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。已知A与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ，P、Q间距离为L。求： (1)碰前瞬间A的速度大小v； (2)A与B碰撞过程系统损失的机械能。 解析：(1)A从P到Q的过程由动能定理得 －μmgL＝mv2－mv 解得 v＝。 (2)设A与B碰撞后，A的速度为vA，B与C碰撞前B的速度为vB，B与C碰撞后粘在一起的速度为v共，由动量守恒定律 对A、B木块 mAv＝mAvA＋mBvB 对B、C木块 mBvB＝(mB＋mC)v共 由最后A与B间的距离保持不变，可知vA＝v共 A与B碰撞过程系统损失的机械能为 ΔE＝mAv2－mAv－mBv 解得 ΔE＝。 答案：(1)　(2) 5．小孩很喜欢玩碰碰车，某次游玩时，有甲、乙两碰碰车沿同一直线相向而行，在碰前双方都关闭了动力，且两车动量关系为p甲>p乙。若规定p甲方向为正方向，不计一切阻力，则(　　) A. 碰后两车可能以相同的速度沿负方向前进，且动能损失最大 B. 碰撞过程甲车总是对乙车做正功，碰撞后乙车一定沿正方向前进 C. 碰撞过程甲车可能反弹，且系统总动能减少，碰后乙车一定沿正方向前进 D. 两车的动量变化量大小相等，方向分别是Δp甲沿正方向，Δp乙沿负方向 C　解析：由于规定p甲方向为正方向，两车动量关系为p甲>p乙，碰后两车可能以相同的速度沿正方向前进，且动能损失最大，选项A错误；碰撞过程甲车先对乙车做负功，后对乙车做正功，碰撞后乙车一定沿正方向前进，选项B错误；碰撞过程甲车可能反弹，且系统总