第一章 5 碰 撞-【导与练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步全程学习课时作业word（新教材，教科版）

5　碰　撞 基础巩固 1.现有甲、乙两滑块,质量分别为3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是(　A　) 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 解析:由动量守恒定律有3mv-mv=0+mv′,所以v′=2v。碰前总动能Ek=·3mv2+mv2=2mv2,碰后总动能Ek′=mv′2=2mv2,Ek=Ek′,所以是弹性碰撞,A项正确。 2.如图所示,具有一定质量的小球A固定在轻杆一端,轻杆另一端挂在小车支架的O点。用手将小球拉至水平,此时小车静止于光滑水平面上,放手让小球摆下与B处固定的油泥碰击后粘在一起,则(　D　) A.小车将向右运动 B.小车将向左运动 C.小车将静止不动 D.小球下摆时,小车向左运动,小球静止后,小车也静止 解析:根据动量守恒定律,小球下摆时水平方向速度向右,小车向左运动;小球静止后,小车也静止,故选D。 3.如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰,碰后物块B刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离x=0.5 m,g取10 m/s2。物块可视为质点,则碰撞前瞬间物块A的速度大小为(　C　) A.0.5 m/s B.1.0 m/s C.1.5 m/s D.2.0 m/s 解析:碰撞后物块B做匀减速运动,由动能定理得-μ·2mgx= 0-·2mv2,代入数据得v=1 m/s,A与B碰撞的过程中,A与B组成的系统在水平方向的动量守恒,选取向右为正方向,设A碰撞前后速度为v0、v1,则有mv0=mv1+2mv,由于没有机械能的损失,则有m= m+·2mv2,联立解得v0=1.5 m/s,选项C正确。 4.假设一个运动的微观粒子P碰撞一个静止的微观粒子Q,若没有发生对心碰撞,则粒子散射后(　D　) A.P粒子的运动方向可以与v在一条直线上 B.Q粒子的运动方向可以与v在一条直线上 C.P、Q运动方向可能在一条直线上 D.P、Q的合动量一定与v在一条直线上 解析:微观世界发生散射时,动量守恒,由于没有发生对心碰撞,故P、Q的运动方向都不与v在一条直线上,选项A、B错误;动量是矢量,P、Q运动方向在一条直线上时,动量不守恒,选项C错误;P、Q碰撞前后动量守恒,所以P、Q的合动量一定与v在一条直线上,选项D正确。 5.如图所示,一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点,开始时沙袋处于静止状态,一弹丸以水平速度v0击中沙袋后未穿出,时间极短,之后二者共同摆动,若弹丸质量为m,沙袋质量为5m,弹丸和沙袋形状大小忽略不计,弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(　D　) A.弹丸打入沙袋过程中,细绳所受拉力大小保持不变 B.弹丸打入沙袋过程中,弹丸对沙袋的冲量与沙袋对弹丸的冲量相同 C.弹丸打入沙袋过程中所产生的热量为 D.沙袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为 解析:弹丸打入沙袋过程中,沙袋的速度逐渐增大,所需的向心力不断增大,因此沙袋所受绳子的拉力逐渐增大,由牛顿第三定律可知,细绳所受拉力大小逐渐增大,故A错误;弹丸打入沙袋过程中,弹丸对沙袋的作用力与沙袋对弹丸的作用力大小相等,方向相反,作用时间相同,因此弹丸对沙袋的冲量大小等于沙袋对弹丸的冲量大小,但方向相反,故B错误;弹丸打入沙袋过程中,系统动量守恒,由动量守恒定律可得mv0=(m+5m)v,得v=,产生的热量为Q=m-(m+5m)v2=m,故C错误;沙袋和弹丸一起摆动到最高点过程中,由动能定理可得-(m+5m)gh=0-(m+5m)v2,解得h=,故D正确。 6.(多选)A、B两球沿同一直线运动并发生正碰,如图为两球碰撞前后的位移随时间变化的图像,a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图像,c为碰撞后两球运动的位移随时间变化的图像。若A球质量m=3 kg,则由图判断下列结论正确的是(　ACD　) A.碰撞前后A、B球组成的系统动量守恒 B.A球的动量变化量与B球的动量变化量相同 C.碰撞中A、B两球组成的系统损失的机械能为15 J D.B球的质量为2 kg 解析:由题图可知,A、B两球沿同一直线运动并发生正碰,碰撞前后A、B球组成的系统都做匀速直线运动,说明系统所受合外力为零,系统的动量守恒,A正确;由题图可知,位移-时间图像的斜率表示速度,则有碰撞前A球的速度vA== m/s=-3 m/s,碰撞前B球的速度 vB== m/s=2 m/s,碰撞后A、B的共同速度v= m/s=-1 m/s,两球碰撞过程系统动量守恒,取碰撞前B球的速度方向为正方向,由动量守恒定律得mvA+mBvB=(m+mB)v,代入数据解得mB=2 kg,A球的动量变化