课堂小练（5） 弹性碰撞和非弹性碰撞-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修1（人教版2019）

课堂小练(五)　弹性碰撞和非弹性碰撞 　 基本素养练 1.如图所示,木块A和B质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B与一轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在竖直挡板上,当A以4 m/s的速度向B撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,具有的弹簧势能大小为 (　　) A.4 J　　　 B.8 J　　 　C.16 J　　 　D.32 J 解析　A与B碰撞过程中动量守恒,有mAvA=(mA+mB)vAB,所以vAB==2 m/s,当弹簧被压缩到最短时,A、B的动能完全转化成弹簧的弹性势能,所以Ep=(mA+mB)vAB2=8 J,B项正确。 答案　B 2.如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,小球最后未越过滑块,则小球到达最高点时,小球和滑块的速度大小是 (　　) A. B. C. D. 解析　小球沿滑块上滑的过程中,小球和滑块组成的系统在水平方向上不受外力,因而系统在水平方向上动量守恒,小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度v(若速度不相同,必然相对运动,此时一定不是最高点)。由系统在水平方向上动量守恒得mv0=(M+m)v,所以v=,A项正确。 答案　A 3.在光滑水平面上,A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动,A的质量是2 kg,速度是9 m/s,B的质量是4 kg,速度是6 m/s。A从后面追上B,它们相互作用一段时间后,B的速度增大为8 m/s,方向不变,则下列分析正确的是 (　　) A.此过程为弹性碰撞,碰后A的速度大小为7.4 m/s,方向与初速度方向相同 B.此过程为非弹性碰撞,碰后A的速度大小为7.4 m/s,方向与初速度方向相反 C.此过程为弹性碰撞,碰后A的速度大小为5 m/s,方向与初速度方向相同 D.此过程为非弹性碰撞,碰后A的速度大小为5 m/s,方向与初速度方向相反 解析　根据动量守恒定律得mAvA+mBvB=mAvA'+mBvB',解得vA'=5 m/s,方向与初速度方向相同,损失的动能为ΔEk=mAvA2+mBvB2-mAvA'2+mBvB'2=0,故此碰撞为弹性碰撞,C项正确。 答案　C 4.在光滑水平面上,一质量为m,速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反,则碰撞后B球的速度大小可能是 (　　) A.0.6v B.0.4v C.0.3v D.0.8v 解析　A、B两球在水平方向上合外力为零,A球和B球碰撞的过程中动量守恒,设A、B两球碰撞后的速度分别为v1、v2,以v的方向为正方向,由动量守恒定律有:mv=mv1+2mv2,假设碰后A球静止,即v1=0,可得v2=0.5v,由题意可知A被反弹,所以球B的速度为v2>0.5v,A、B两球碰撞过程能量可能有损失,由能量关系有mv2≥mv12+×2mv22,联立解得v2≤v,所以0.5v<v2≤v,符合条件的只有0.6v,A项正确,B、C、D三项错误。 答案　A 5.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1 kg,则乙的质量为 (　　) A.2 kg B.4 kg C.6 kg D.8 kg 解析　由题图可知,碰前甲、乙的速度分别为v甲=5 m/s、v乙=1 m/s;碰后甲、乙的速度分别为v甲'=-1 m/s,v乙'= 2 m/s,甲、乙两物块碰撞过程中,由动量守恒定律得m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲'+m乙v乙',解得m乙=6 kg,C项正确。 答案　C 6.在水平面上,一个速度为8.0 m/s,质量为5.0 kg的物块A滑行2.0 m后和另一个质量为15.0 kg的静止物块B发生对心、完全弹性碰撞,已知两物块与水平面间的动摩擦因数都为0.35,碰撞后物块B还能滑行多远 (　　) A.0.76 m B.1.79 m C.2.29 m D.3.04 m 解析　设物块A滑行s=2.0 m后与静止物块B发生碰撞前瞬间的速度为v1,碰撞后A的速度为v1',B的速度为v2,则根据动能定理有μm1gs=m1v02-m1v12,根据动量守恒定律及能量守恒定律有m1v1=m1v1'+m2v2,m1v12=m1v1'2+m2v22。设碰撞后B滑行的距离为s',有μm2gs'=m2v22,联立以上各式解得s'=1.79 m,B项正确。 答案　B 7.质量为m、速度为v的A球与质量为m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此碰撞后B球的速度可能有不同的值。碰撞后B球的速度大小可能是 (　　) A.0.2v B.0.4v C.v D.0.3v 解析　若两者碰撞为弹性碰撞,则有mv=mv1+mv2,mv2=m+m,解