1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第一册物理（人教版2019）

1.5　弹性碰撞和非弹性碰撞 [见学生用书P16] 碰撞是我们日常生活中经常见到的，例如：台球桌上台球与台球的碰撞(图甲)，打乒乓球时乒乓球与球拍的碰撞(图乙)，司机因饮酒而造成汽车的碰撞(图丙)等，这些碰撞有哪些共同特点？又有哪些不同？ 【答案】 这些碰撞的共同特点是作用时间极短，不同特点是能量损失不同。 1．下列关于碰撞的说法错误的是　(　D　) A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的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量守恒 C．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞就叫作弹性碰撞 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 【解析】 碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象。微观粒子的相互作用同样具有极短时间内运动状态发生显著变化的特点，所以仍然是碰撞，A正确，D错误；一般碰撞系统的内力都远大于外力，B正确；如果碰撞中机械能守恒，即碰撞前后动能不变，这样的碰撞就叫作弹性碰撞，C正确。 2．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法正确的是(　C　) 第2题图 ①a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 ②a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒 ③a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 ④a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 【解析】 动量守恒定律的运用条件是不受外力或所受合外力为零，a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统受到墙壁对它们的作用力和水平力F，系统的合外力不为零，不满足动量守恒条件，①错误，②正确；a离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒，③正确，④错误，C正确。 3．如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学做了很多种猜测，下列的猜测结果不能实现的是(　D　) 第3题图 A．vA′＝－2 m/s，vB′＝6 m/s B．vA′＝2 m/s，vB′＝2 m/s C．vA′＝1 m/s，vB′＝3 m/s D．vA′＝－3 m/s，vB′＝7 m/s 【解析】 由题可知，两球碰撞可能是弹性碰撞，也可能是非弹性碰撞，碰撞前后受合外力为0，所以两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰撞后两球的动能之和不大于碰撞前两球的动能之和(非弹性碰撞时，一部分动能可能会转化为热能)，即mAvA＋mBvB＝mAv′A＋mBv′B①，mAv＋mBv≥mAv′＋mBv′②，D满足①式，但不满足②式，D符合题意。 4．在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0向它们运动，如图所示。设碰撞中不损失机械能，则碰撞后三个小球的速度可能是(　D　) 第4题图 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】 由题可知，三个小球在碰撞过程中总动量和机械能守恒，若各球质量均为m，则碰撞前系统总动量为mv0，总动能应为mv。碰撞后总动量为mv0，违反动量守恒定律，A错误；碰撞后总动量为mv0，违反动量守恒定律，B错误；碰撞后总动量为mv0，但总动能为mv，违反机械能守恒定律，C错误；D项通过计算，既满足动量守恒定律，也满足机械能守恒定律，不会发生二次碰撞，D正确。 5．在光滑水平面上，动能为Ek0、动量大小为p0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为Ek1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为Ek2、p2，则必有 (　A　) A．Ek1<Ek0，p1<p0 B．Ek2>Ek0 ，p1<p0 C．Ek2>Ek0 ，p2＜p0 D．Ek1<Ek0，p2＜p0 【解析】 两个钢球在相碰过程中同时遵守能量守恒定律和动量守恒定律，由于外界没有能量输入，而碰撞中可能产生热量，所以碰撞后的总动能不会超过碰撞前的总动能，即Ek1＋Ek2≤Ek0，因此，有＜，根据动量守恒定律，设球1原来的运动方向为正方向，有p2－p1＝p0，A正确。 6．质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一条直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示，具有动能E0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为(　C　) 　第6题图 A．E0 B. C. D. 【解析】 由碰撞中动量守恒mv0＝3mv1，得v1＝，E0＝m