（作业本）第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞（PPT课件）-【顶尖课课练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版 2019）

1 作业本 第1章 动量及其守恒定律 第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞 《顶尖课课练·物理（选择性必修 第一册）（鲁科版）》配套课件 2 （限时60分钟） ◆夯实基础 1.（多选）在两个物体碰撞前后，下列说法中可以成立的是( ) AB A. 作用后的总机械能比作用前小，但总动量守恒 B. 作用前后总动量均为零，但总动能守恒 C. 作用前后总动能为零，而总动量不为零 D. 作用前后总动量守恒，而系统内各物体的动量增量的总和不为零 3 解析 选项A是非弹性碰撞，成立；选项B是弹性碰撞，成立；选项C不 成立，因为总动能为零其总动量一定为零；选项D，总动量守恒则系统 所受合外力一定为零，若系统内各物体的动量增量总和不为零时，则系 统一定受到外力的作用，D不成立。 4 2.相向运动的、两辆小车相撞后，一同沿 原来的方向前进，这是由 于( ) C A. 车的质量一定大于 车的质量 B. 车的速度一定大于 车的速度 C. 车的动量一定大于 车的动量 D. 车的动能一定大于 车的动能 解析 总动量与车的动量方向相同，因此有车动量大于 车的动量。 5 3.质量为的 粒子，其速度为，与质量为 的静止碳核碰撞后沿 着原来的路径被弹回，其速率为 ，则碳核获得的速度为( ) C A. B. C. D. 解析 由 粒子与碳核所组成的系统动量守恒，若碳核获得的速度为 ， 则，所以 ，C正确。 6 4.如图所示，光滑水平面上有大小相同的两球在同一直线上运动， ，规定向右为正，、两球动量均为 ，运动中两 球碰撞后，球的动量增量为 ，则 ( ) A A. 左方是球，碰后、两球速度大小之比为 B. 左方是球，碰后、两球速度大小之比为 C. 右方是球，碰后、两球速度大小之比为 D. 右方是球，碰后、两球速度大小之比为 7 解析 由于向右为正，而球动量增量为，说明 受冲量向左， 知球在左方，C、D均错误;由动量守恒知、 碰后的动量分别为 ， 。 则 。 因此 ，选项A正确，B错误。 8 5.一中子与一质量数为 的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核 静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A A. B. C. D. 解析 设中子质量为，则原子核质量为 ， 由， ，得 ,所以 ，A正确。 9 6.、两物体发生正碰，碰撞前后物体、 都在同一 直线上运动，其位移—时间图像如图所示。由图可知， 物体、 的质量之比为( ) C A. B. C. D. 解析 由图像知，碰撞前， ，碰撞后 ，由动量守恒定律可知 ， 解得 ，选项C正确。 10 7.（多选）如图甲所示，在光滑水平面上的两小球、 发生正碰，小 球的质量为。图乙为它们碰撞前后两个小球的 图像。 由此可以判断( ) A. 碰前小球静止，小球 向右运动 B. 碰后小球和 都向右运动 C. 小球的质量为 D. 小球的质量为 AB 11 解析 由（位移—时间）图像的斜率得到，碰前 的位移不随时间 而变化，处于静止，速度大小为 ，方向只 有向右才能与相撞，故A正确；由图像可知，碰后 的速度为正方向， 说明向右运动， 的速度为负方向，说明向左运动，两小球运动方向相 反，故B错误；由图像可知，碰后和的速度分别为 ， ，根据动量守恒定律得 ，代入解 得 ，故C错误，D正确。 12 8.质量为的木块在光滑的水平面上以速度向右运动，质量为 的子 弹以速度 向左射入木块并停留在木块中，要使木块停下来，发射子弹 的数目是( ) D A. B. C. D. 解析 设需发射 颗子弹，对整个过程由动量守恒定律可得 ，所以 。 13 9.质量为、的滑块分别以速度和 沿斜面匀速下滑，斜面足够 长，如图所示，已知，有一轻弹簧固定在 上，求弹簧被压缩 至最短时 的速度大小。 答案 14 解析 两滑块匀速下滑所受合外力为零，相互作用时 合外力仍为零，动量守恒。当弹簧被压缩时， 加 速，减速，当压缩至最短时，、 速度相等。 设速度相等时为 ，则有 。 解得弹簧被压缩至最短时的速度 。 15 ◆提升能力 10.质量的小船静止在水面上，船首站着质量 的 游泳者甲，船尾站着质量 的游泳者乙，船首指向左方。若 甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以 的速率跃 入水中，则( ) B A. 小船向左运动，速率为 B. 小船向左运动，速率为 C. 小船向右运动，速率大于 D. 小船仍静止 解析 取向左为正方向，由动量守恒定律，有： ，代入数据得 ，方向向左。 16 11.如图所示，两个完全相同、质量均为的滑块 和，放在光滑水平面上，滑块 与轻弹簧相连， 弹簧另一端固定在墙上，当滑块以 的初速度向 D A. 两滑块相碰和以后一起运动过程，系统动量均守恒 B. 两滑块相碰和以后一起运动过程，系统机械能均守恒 C. 弹簧最大弹性势能为 D. 弹簧最大弹性势能为 滑块运动时，碰到 后不再分开。下列说法中正确的是( ) 17 解析 与 碰撞后一起运动的过程中，系统受到弹簧的弹力作用，合外 力不为零，因此动量不守恒，A项错误；碰撞过程，、 发生非弹性碰 撞，有机械能损失，B项错误；碰撞过程 ，因此碰撞后系统 的机械能为 ，弹簧的最大弹性势能等于碰撞后系 统的机械能 ，C项错误，D项正确。 18 12.（多选）甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量 分别是和 ，甲追上乙并发生碰撞，碰撞后乙球的动 量变为，则两球质量与 的关系可能是( ) BCD A. B. C. D. 解析 碰撞前，，即，可得 。碰撞后 ，即可得 。要求碰撞过程中动能不增加， 则有，可解得 ， ，故和 的关系可能B、C、D正确。 19 13.（多选）如图所示，在质量为 的小车中挂着一单摆，摆球质量为 ，小车和单摆以恒定的速度 沿光滑水平地面运动，与位于正前方的 质量为 的静止的木块发生碰撞，碰撞的时间极短。在此碰撞过程中， 下列情况可能发生的是( ) 20 A. 小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为、、 ，满足 B. 摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和 ，满足 C. 摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为 ，满足 D. 碰撞时间极短，在此碰撞过程中，摆球的速度还来不及变化 √ √ √ 21 解析 小车与木块碰撞，且碰撞时间极短，因此相互作用只发生在木块 和小车之间，悬挂的摆球在水平方向未受到力的作用，故摆球在水平方 向的动量未发生变化，即摆球的速度在小车与木块碰撞过程中始终不变， 由此可知A情况不可能发生；选项B的说法对应于小车和木块碰撞后又 分开的情况，选项C的说法对应于小车和木块碰撞后粘在一起的情况， 两种情况都有可能发生。故B、C、D均正确。 22 14.如图所示，光滑水平面上质量为 的小球 以 的速度与同向运动的速度为 （1）碰后 球的速度； 答案 解析 碰撞过程，以 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 。 代入数据解得 。 、质量为的大小相同的小球发生正碰，碰撞后小球 以 的速度运动。求： 23 （2）碰撞过程中、 系统损失的机械能。 答案 解析 碰撞过程中、 系统损失的机械能为 。 代入数据解得 。 24 15.两物块、用轻弹簧相连，质量均为 ，初始时 弹簧处于原长，、两物块都以 的速度在光 （1）当弹簧的弹性势能最大时，物块 的速度为多大？ 答案 解析 当、、三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大。由、、 三者组成的系统动量守恒有 ， 解得 。 滑的水平地面上运动，质量的物块静止在前方，如图所示。与 碰撞后二者会粘在一起运动，则在以后的运动中： 25 （2）系统中弹性势能的最大值是多少？ 答案 26 解析 、碰撞时、 组成的系统动量守恒，设碰后瞬 间、两者速度为 ， 则 ， ， 设物块、、速度相同时弹簧的弹性势能最大为 ， 根据能量守恒 。 27 $$