第一章 5 弹性碰撞和非弹性碰撞-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 基础练)可 知识点1弹性碰撞和非弹性碰撞 o,方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的 1.在光滑水平面上有三 运动状态是() 1)( ②③ 个完全相同的小球， A.A和B都向左运动 它们成一条直线排列， 第1题图 B.A和B都向右运动 2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度o C.A静止，B向右运动 射向它们，如图所示，设碰撞为弹性碰撞， D.A向左运动，B向右运动 则碰后三个小球的速度可能是() 4.列车挂车厢时，重120t的机车向后滑行， A.V1=V2=V3= 1一0 与每节重60t的4节车厢相撞，挂车后机 V3 车的速度减少了3s,求机车相撞前速 1 B.v1=0,V2=V3= -Vo 度的大小。 v2 C.v1=0,u2=3=20 D.v1=v2=0,V=V0 2.如图所示，长度为L、 质量为M的车厢，静止 m 于光滑水平面上，车厢 第2题图 内有一质量为m的物体以速度o向右运 动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止于车 厢中，这时车厢的速度为() A.vo,水平向右 B.0 CWn,水平向右D.n, M-m 水平向右 3.如图，两滑块A、B 左 在光滑水平面上沿同 A 一直线相向运动，滑 第3题图 块A的质量为m,速度大小为2o,方向 向右，滑块B的质量为2m,速度大小为 (16)练 第一章动量守恒定律 5.如图所示，质量为m的泥球B置于光滑 知识点2对心碰撞和非对心碰撞 水平面上，质量为3m的钢球A被一细绳：6.（多选）A、B两球在光滑水平面上沿一 悬起，当钢球A从高h处由静止摆下， 条直线相向运动，两球相碰后有一球停止 到达最低点时恰好与泥球B碰撞并黏合： 运动，则下列说法中正确的是（) 在一起继续摆动，求： A.若碰后A球速度为0，则碰前A的动 (1)它们能上升的最大高度是多少。 量一定大于B的动量 (2)钢球A和泥球B组成的系统在哪一 1 B.若碰后A球速度为0，则碰前A的动 过程损失机械能，损失多少。 量一定小于B的动量 C.若碰后B球速度为0，则碰前A的动 量一定大于B的动量 B D.若碰后B球速度为O,则碰前A的动 第5题图 量一定小于B的动量 提 升 练 7.质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平 是( 面上以相同的速率运动，它们分别与原来 A.木块增加的动量等于子弹减少的动量 静止的三个球A、B、C发生对心碰撞(a B.木块增加的速度等于子弹减少的速度 与A、b与B、c与C),碰后c球继续沿 C.木块增加的动能等于子弹减少的动能 原方向运动，b球静止不动，a球被弹回： D.木块增加的动能小于子弹减少的动能 而反方向运动。如果它们在碰撞过程中动：9.如图所示，在高=1.25m的光滑平台上， 量守恒，则碰后A、B、C三球中动量最： 有一个质量为m=0.3kg的物体B静止在 大的是() 平台上，另一个质量为mA-0.2kg的球体A A.A球 以速度v。=5m/s向B运动，A、B碰撞后 B.B球 分离，物体B最后落在平台右边离平台 C.C球 右边缘水平距离为2m处，则物体A应 D.由于A、B、C三球质量未知，故无法 落在平台的哪一侧？离平台边缘的水平距 判定哪个球动量最大 离为多少？ A B 8.(多选)一质量为M的 m志 M 木块静止在光滑水平面 上，一颗质量为m的子 第8题图 第9题图 弹水平飞来射穿木块，已知M>m,对子 弹穿过木块的过程，下列说法正确的 17 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 10.如图所示，平直轨道上有一节质量为M:12.如图，水平地面上有两个静止的小物块 的车厢，车厢以1.2ms的速度向右做匀 a和b,其连线与墙垂直，a和b相距l, 速运动。某时刻车厢与质量为m=业的 b与墙之间也相距l,a的质量为m,b 3 静止的平板车碰撞并连在一起，车顶离 的质量为子m。两个物块与地面间的动 平板车的高度为1.8m,车厢顶部边缘： 摩擦因数均相同。现使a以初速度o向 处有钢球向前飞出，问：钢球将落在平 右滑动。此后a与b发生弹性碰撞，但 板车上何处？（不计车厢与轨道的摩擦， b没有与墙发生碰撞。重力加速度大小 平板车足够长，g取10m/s2) 为g。求物块与地面间的动摩擦因数满 足的条件。 M 第10题图 第12题图 11.如图所示，一个圆弧与一个无限大的水 平面相切，平面与圆弧均光滑。在圆弧 的底端静止一质量为2的小球，另有 个质量为m的小球以速度o与其正碰， 设m<m2且碰撞过程中系统动能不损失， 若两个小球在第一次碰后不再相碰，m、 m2之间应有什么关系？ O 第11题图 (18)练高中物理选择性必修第一册（人教版） 0.60m/s。 ③.碰撞前后系统动量不变。原因：系统碰撞之前 mw=0.15kgm/s,系统碰撞之后m2+m23=0.15kgm/s。 b.碰撞前后系统总动能不变。原因：系统碰撞之前 1 的总动能E=7mi0.0375J。系统碰撞之后的总动能 Be分m防+分i=-00375J,所以系统碰撞前后总动能 相等。 c.系统碰撞前后质量不变。 ·5.弹性碰撞和非弹性碰撞 基础练习 1.D【解析】因碰撞为弹性碰撞，首先在1球与2 球碰撞过程中，动量守恒且动能也守恒，又因两球质量 相等，所以两球交换速度：同理2球与3球碰撞时也交 换速度，所以v1=v2-0,v3=o0 2.C【解析】物体与车厢的碰撞为完全非弹性碰撞， 根据动量守恒定律mo=(M+me,解得e1=m,C 正确。 3.D【解析】选向右为正方向，则A的动量P=m· 2o=2mo。B的动量Pg=-2mo。碰前A、B的动量之和 为0，根据动量守恒，碰后A、B的动量之和应为0，D 正确。 4.4.5m/s【解析】因铁轨摩擦力比较小，所以挂车 过程中动量守恒，设机车相撞前速度为，根据动量守 恒定律得Mo=(M+4m)(vr△v),解得vo=4.5m/s。 5.()答(2)A,B碰撞过程，AE=3功 4 【解析】(1)研究钢球A下摆过程，设钢球A摆到最 低点时速度为o,根据机械能守恒定律3mgh=号·3mi, 解得vA=V2gh。 在最低点钢球A与泥球B碰撞，水平方向不受外 力，动量守恒。根据动量守恒定律3mA=(3m+m)D旭， 解得0e=子V2gh。 钢球A、泥球B一起向上摆动时，根据机械能守恒 定律有加gH号4m,解得H= 16 (2)钢球A、泥球B碰撞过程损失机械能△E=2 40 3m-4nmd-子。 6.AD【解析】若碰后A球速度为0，则碰后B球 必然反向运动，此时总动量与碰后B球运动方向一致， 根据动量守恒定律，碰前A的动量一定大于B的动量， A正确。同理若碰后B球速度为0，则碰前A的动量一 定小于B的动量，D正确。 提升练习 7.A【解析】根据题给条件，三次碰撞均遵循动量 守恒定律。因a球碰撞后被弹回向反方向运动，所以， a球动量变化最大，所以A球的动量增量也最大，所以 A球获得的动量也最大。 8.AD【解析】根据题给条件，木块与子弹组成的 系统动量守恒，所以，木块增加的动量等于子弹减少的 动量，A正确，B错误；因子弹穿过木块时，会产生热 能，所以木块增加的动能小于子弹减少的动能，D正 确，C错误。 9.左边，0.5m【解析】根据题意，物体B飞离平 台后做平抛运动，在竖直方向有方， 解得t=0.5s。 物体B离开平台的速度为头=4ms, 碰撞过程中，A与B组成的系统动量守恒，所以 mAo=mPA+mgB,解得DA=-lm/S。 物体A落在平台左边，离平台边缘的水平距离x= vt=0.5m。 10.距离平板车左边缘0.18m处【解析】根据题 意，车厢与平板车碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒 定律得Mvo=(M+m)D1, 解得v=0.9m/s。 钢球飞离平台后做平地运动，在竖直方向有， 解得t=0.6s。 钢球落点离平板车左边缘的水平距离x=(o-w1)t= 0.18m。 11.m>3m【解析】根据题意，两球碰撞过程中动 量守恒，动能也守恒，则有 mivo-mwtm:.2 mwi=2 mvi+2 m, 解得， mr+m2 因为m<m2,所以碰后m,小球反向运动。若两个小 球在第一次碰后不再相碰，则有m,的速率应大于m2的 速率，即，b,由1=mmo>=20,解得m> m1+m2 mi+m 3m1o 2<意【降折】设物块与地面间的动序 2gl 擦因数为u。若要物块a、b能够发生碰撞，应有 子mume①，即k2痘②。 设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间，a的速度大小为 1。由能量守恒有}mi=号mvitumgl③。 设在a、b碰撞后的瞬间，a、b的速度大小分别为 小、以，由动量守恒和能量守恒有mumm+子m④。 合mi分m+分子m⑤。 联立④⑤式解得=号1⑥。 由题意可知，b没有与墙发生碰撞，由功能关系可 知子子m≤u子md⑦， 联立3O0式.可得≥® 联立②⑧式，a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙 发生磁批的条作意 >专项训练三动量守恒与能量守恒 的综合应用 1.B【解析】在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作 用，有一部分能量将转化为内能，机械能不守恒。实际 上，在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系 统则可认为动量守恒（此瞬间弹簧尚未形变）。子弹射 入木块后木块压缩弹簧过程中，机械能守恒，但动量不 守恒（墙壁对弹簧的作用力是系统外力，且外力不等于 O)。若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系 统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，有摩 擦力做功，机械能不守恒，弹簧固定端墙壁对弹簧有外 力作用，因此动量不守恒。故B正确。 2.AC【解析】两次都没射出，则子弹与滑块最终 达到共同速度，设为v共，由动量守恒定律可得w=(M+ 参考答案与解析○ m加，得"m:子弹对滑块所做的功等于滑块 获得的动能，故A正确；系统损失的机械能转化为热 量，故C正确。 3.(①20②6m(解析】()因为子 弹与木块作用时间极短，子弹与木块间的相互作用力远 大于它们的重力，所以子弹与木块组成的系统水平方向 动量守恒。设子弹与木块开始上升时的速度为，则 m(m+M加，所以=0o。因为不计空气阻力，所 以系统上升过程中机械能守恒，设木块上升的最大高度 为，则}m+W=aW达，解程g2) 子弹射穿木块过程中，子弹与木块组成的系统水平方向 动量守恒，设子弹穿出时木块的速度为v2,则o= m学+M,解得立o,在这一过程中，子弹和木 1 块组成的系统损失的机械能为△业子m-子m学尸 2Mi= l6mwi。 4.(1)m Mmvo (2)2F(M+m) Mmvi (3)2M+m)F 4)【解析】这种题型是一种很典型的完全 非弹性碰撞，对系统首先应用动量守恒定律建立方程， 再对每个物体应用动能定理或者能量守恒定律求解。 (1)在子弹击中木块过程中，子弹和木块组成的系 统动量守恒，设子弹和木块最终共同速度为)，根据动 量守恒定律有mw。=(M+m)u①， 解得=0 (2)设从子弹击中木块到两者速度相同的过程中， 木块对地发生的位移 为x,如图所示，对 木块应用动能定理， 有 第4题答图 Fx=3Mw2②， 由①②两式解得烂2FmP Mm' (3)设子弹进入木块的深度为d,则子弹在此过程 的对地位移为+d,对子弹应用动能定理，有-F(x+d)= 41