第一章 5 弹性碰撞和非弹性碰撞-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册作业与测评word（人教版2019）

5．弹性碰撞和非弹性碰撞 典型考点一　对碰撞的理解 1．(多选)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，一般内力都远远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动量守恒 C．如果碰撞过程中动能也不变，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D．微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动量守恒定律求解 答案　AB 解析　碰撞过程中动能不变的碰撞为弹性碰撞，C错误；动量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，不仅低速、宏观物体的运动遵守这一规律，而且高速、微观粒子的运动也遵守这一规律，D错误。故选A、B。 典型考点二　弹性碰撞与非弹性碰撞的分析计算 2．母女俩在游乐场玩碰碰车，若妈妈及碰碰车的总质量为3m，女儿及碰碰车的总质量为2m，且以相同的速率v在光滑水平面上发生相向碰撞，碰撞后妈妈静止不动，则这次碰撞属于(　　) A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，无法确定 答案　B 解析　设碰撞后女儿的速度为v′，以碰撞前妈妈的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得3mv－2mv＝2mv′，故碰后女儿的速度为v′＝，碰前母女俩(包括两碰碰车)的总动能为Ek＝×3mv2＋×2mv2＝mv2，碰后母女俩(包括两碰碰车)的总动能为Ek′＝×2mv′2＝mv2，由于Ek′<Ek，且碰后母女俩的速度不相同，所以母女俩的这次碰撞属于非弹性碰撞，故选B。 [名师点拨]　碰撞的分类 (1)按动能损失分类 弹性碰撞 碰撞过程中两物体总动量守恒，总动能守恒 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ m1v＋m2v＝m1v1′2＋m2v2′2 非弹性碰撞 碰撞过程中两物体总动量守恒，总动能减少 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′m1v＋m2v>m1v1′2＋m2v2′2 注：碰撞后粘在一起或碰后具有共同速度，这种碰撞总动能损失最大，叫作完全非弹性碰撞。有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共，m1v＋m2v>(m1＋m2)v。 (2)按运动方向分类 正碰(对心碰撞或一维碰撞) 碰撞之前球的速度与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线 斜碰(非对心碰撞) 碰撞之前球的速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线 3．微观粒子的碰撞过程分弹性碰撞(又称弹性散射)、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞(又称粒子捕获)。设质量为m、速度为v0的粒子与静止的氢核碰撞，被氢核捕获后，速度变为vH；当这个质量为m、速度为v0的粒子与静止的碳核做对心弹性碰撞时，碰撞后碳核速度为vC。今测出＝，已知＝12，则此粒子质量m与氢核质量mH之比为(　　) A.＝ B.＝1 C.＝ D.＝2 答案　B 解析　该粒子与静止的氢核发生完全非弹性碰撞时，有mv0＝(m＋mH)vH，解得vH＝；该粒子与静止的碳核做对心弹性碰撞时，有mv0＝mv1＋mCvC，mv＝mv＋mCv，解得vC＝；则＝＝，又mC＝12mH，可得＝1，故B正确。 4．(2023·山东省泰安市高二上期中)(多选)如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球1、2发生正碰，两小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的位移—时间图像(x­t图像)。已知m1＝10 kg，由此可判断(　　) A．小球2的质量m2＝ kg B．小球2的质量m2＝ kg C．两球的碰撞为弹性碰撞 D．两小球碰撞过程中损失的机械能为30 J 答案　BD 解析　由x­t图像可得，小球1、2发生正碰之前的速度分别为v1＝ m/s＝4 m/s，v2＝0，小球1、2发生正碰之后的速度分别为v1′＝ m/s＝2 m/s，v2′＝ m/s＝3 m/s，根据动量守恒定律，有m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，代入数据解得m2＝ kg，故A错误，B正确；两小球碰撞过程中损失的机械能为ΔE＝(m1v＋m2v)－(m1v1′2＋m2v2′2)，代入数据解得ΔE＝30 J，由于小球碰撞过程中存在能量损失，故二者的碰撞为非弹性碰撞，故C错误，D正确。 5．速度为4 m/s的钢球与静止的塑料球发生正碰，钢球的质量是塑料球的3倍，则碰后钢球的速度大小不可能是(　　) A．1.5 m/s B．2 m/s C．2.5 m/s D．3 m/s 答案　A 解析　设塑料球的质量为m，则钢球的质量为3m，碰撞过程中系统动量守恒，若两球发生完全非弹性碰撞，则3mv0＝(m＋3m)v1，解得v1＝3 m/s；若两球发生弹性碰撞，设碰撞后塑料球速度为v2，钢球速度为v3，以钢球的初速度v0的方向为正方向，则3mv0＝3mv3＋mv2，·3mv＝·3mv＋mv，解得v