课时梯级训练(7) 弹性碰撞和非弹性碰撞（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理 选择性必修 第一册（人教版2019）

课时梯级训练(7)　弹性碰撞和非弹性碰撞 1．下列关于对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，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒 C．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D．微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞 A　解析：碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时在极短时间内发生的一种现象，一般内力远大于外力，系统动量守恒，动能不一定守恒，A正确，B错误；如果碰撞中机械能守恒，就叫作弹性碰撞，C错误；微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞，D错误。 2.如图所示，在光滑的水平面上有一质量为1 kg的小球以1 m/s的速度向前运动，与质量为3 kg的静止木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度是v木＝1 m/s，则(　　) A．v木＝1 m/s这一假设是合理的，碰撞后球的速度为v球＝－2 m/s B．v木＝1 m/s这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来 C．v木＝1 m/s这一假设是不合理的，因而这种情况不可能发生 D．v木＝1 m/s这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，v球的大小不能确定 C　解析：若v木＝1 m/s，以向右为正方向，则由动量守恒定律可知m1v0＝m1v球＋m2v木，解得v球＝－2 m/s，碰前动能E1＝m1v02＝0.5 J，碰后动能E2＝m1v球2＋m2v木2＝3.5 J>E1，则假设不合理，这种情况不可能发生，C正确，A、B、D错误。 3．(多选)两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA＝4 kg，mB＝2 kg，A的速度vA＝3 m/s(设为正)，B的速度vB＝－3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为(　　) A．均为＋1 m/s B．＋4 m/s和－5 m/s C．＋2 m/s和－1 m/s D．－1 m/s和＋5 m/s AD　解析：由动量守恒，可验证四个选项都满足要求。再看动能变化情况Ek前＝mAvA2＋mBvB2＝27 J，Ek后＝mAvA′2＋mBvB′2，由于碰撞过程中总动能不可能增加，所以应有Ek前≥Ek后，据此可排除B；选项C虽满足Ek前≥Ek后，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此C错误；验证A、D均满足Ek前≥Ek后，且碰后状态符合实际，A、D正确。 4．如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA＝1 kg，初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移—时间图像如图乙所示(规定向右为位移的正方向，因A、B碰撞时间Δt＝0.01 s极短，图中无法显示)，则根据上述信息，下列在A、B碰撞过程中的物理量正确的是(　　) A．物块A对B的冲量为15 N·s B．物块B的动量变化量为－3 kg·m/s C．物块A、B间的平均作用力大小为300 N D．A、B系统损失的机械能为8 J C　解析：由题图乙可知，碰前vA＝＝ m/s＝4 m/s，vB＝0，碰后两者速度为v＝＝ m/s＝1 m/s，两物块碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mAvA＝(mA＋mB)v，代入数据解得mB＝＝ kg＝3 kg，则物块A对物块B的冲量为I＝Ft＝mBv＝3×1 N·s＝3 N·s，A错误；物块B的动量变化量与物块A对物块B的冲量相等，为3 kg·m/s，B错误；根据动量定理可得FΔt＝mBv－0，解得物块A、B间的平均作用力大小为F＝300 N，C正确；由能量守恒定律得mAvA2＝(mB＋mA)v2＋ΔEk，解得物块A、B系统损失的机械能为ΔEk＝mAvA2－(mB＋mA)v2＝×1×42 J－×(3＋1)×12 J＝6 J，D错误。 5.(多选)如图所示，用长为l的轻绳悬挂一质量为M的沙箱，沙箱静止。一质量为m的弹丸以速度v水平射入沙箱并留在其中，随后与沙箱共同摆动一小角度，不计空气阻力。对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程，下列说法正确的是(　　) A．若保持m、v、l不变，M变大，则系统损失的机械能变小 B．若保持M、v、l不变，m变大，则系统损失的机械能变小 C．若保持M、m、l不变，v变大，则系统损失的机械能变大 D．若保持M、m、v不变，l变大，则系统损失的机械能不变 CD　解析：弹丸击中沙箱过程系统水平方向动量守恒，以弹丸的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv＝(M＋m)v′，解得v′＝，弹丸与沙箱一起摆动过程系统机械能守恒，由能量守恒定律可知，整个过程系统损失的机械能为ΔE＝mv2－(M＋m)v′2＝，若保持m、v、l