(教参)高效作业8 [拓展与归类•专题研析3 碰撞可能性的判断]-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

高效作业8 [拓展与归类·专题研析3　碰撞可能性的判断](见学生用书P95) [A级　新教材落实与巩固] 1． 在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们排成一条直线，小球2、3静止并靠在一起，小球1以速度v0 射向它们，如图所示，设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是(　D　) A．v1＝v2＝v3＝v0 B．v1＝0，v2＝v3＝v0 C．v1＝0，v2＝v3＝v0 D．v1＝v2＝0，v3＝v0 解析：由题设条件，三个小球在碰撞过程中总动量和总动能守恒，若各球质量均为m，则碰撞前系统总动量为mv0，总动能为mv。假如选项A正确，则碰后总动量为mv0，这显然违反动量守恒定律，故不可能。假如选项B正确，则碰后总动量为mv0，这也违反动量守恒定律，故也不可能。假如选项C正确，则碰后总动量为mv0，但总动能为mv，这显然违反机械能守恒定律，故也不可能。假如选项D正确，则通过计算知其既满足动量守恒定律，也满足机械能守恒定律，故选项D正确。 2． A、B两球在光滑的水平面上沿同一直线向同一方向运动，质量分别为mA＝1 kg，mB＝2 kg，速度分别为vA＝6 m/s，vB＝2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，两球的速度可能是(以初速度方向为正方向)(　A　) A．v′A＝2 m/s，v′B＝4 m/s B．v′A＝5 m/s，v′B＝2.5 m/s C．v′A＝－4 m/s，v′B＝7 m/s D．v′A＝7 m/s，v′B＝1.5 m/s 解析：考虑实际情况，碰撞后A球的速度不大于B球的速度，故B、D错误；根据能量守恒定律，碰撞后系统的总动能应该小于或等于碰撞前系统的总动能，碰撞前总动能为22 J，A选项碰撞后总动能为18 J，C选项碰撞后总动能为57 J，故C错误，A正确。 3． (多选)质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的，那么碰撞后B球的速度大小可能是(　AB　) A．v B．v C．v D．v 解析：设A球碰后的速度大小为vA，由题意有mv＝×mv2，则vA＝v，碰后A的速度方向有两种可能，因此由动量守恒定律有m×v＋2mvB＝mv或－m×v＋2mvB＝mv，解得vB＝v或v，A、B正确。 4． 如图所示，在光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量大小均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg·m/s，则(　A　) A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5 B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10 C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5 D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10 解析：由质量关系、动量关系、动量增量关系判断球的位置。由mB＝2mA、pB＝pA知vA＝2vB。 对两球发生碰撞的情况进行讨论： ①A球在左方，两球都向右运动。由动量守恒定律得p′A＝2 kg·m/s，p′B＝10 kg·m/s，即＝，故＝。 ②A球在左方，且A向右运动，B向左运动，由题意知p′A＝2 kg·m/s，p′B＝－2 kg·m/s，A、B两球碰后继续相向运动是不可能的。 ③B球在左方，无论两球向哪个方向运动，只要发生碰撞，则A球的动量增量ΔpA＞0。 由以上分析知，只有第一种情况成立。 5． 在光滑水平面上，两个小球A、B沿同一直线同向运动，B在前，A在后。已知碰前两球的动量分别为pA＝12 kg·m/s、pB＝13 kg·m/s，碰撞前后，它们动量的变化量分别为ΔpA、ΔpB。下列数值可能正确的是(　A　) A．ΔpA＝－4 kg·m/s、ΔpB＝4 kg·m/s B．ΔpA＝4 kg·m/s、ΔpB＝－4 kg·m/s C．ΔpA＝－24 kg·m/s、ΔpB＝24 kg·m/s D．ΔpA＝24 kg·m/s、ΔpB＝－24 kg·m/s 解析：ΔpA＝－4 kg·m/s、ΔpB＝4 kg·m/s，知碰后两球的动量分别为p′A＝8 kg·m/s、p′B＝17 kg·m/s，符合动量守恒定律，而且碰撞后A的动能减小，B的动能增大，总动能可能不增加，且碰撞后A球速度小于B球速度，故选项A正确；由B、D所给动量变化量可知，碰撞后，A的动量沿原方向增大，即碰撞后速度变大，故B、D错误；ΔpA＝－24 kg·m/s、ΔpB＝24 kg·m/s，碰后两球的动量分别为p′A＝－12 kg·m/s、p′B＝37 kg·m/s，可以看出，碰撞后A的动能不变，B的动能增大，违反了能量守恒定律，故C错误。 6． 质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图像如图所示，关