(8) 1.5 第2课时 非弹性碰撞和碰撞的可行性 (课时跟踪)-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册课时作业(人教版·新教材)

第2课时　非弹性碰撞和碰撞的可行性 1.C　[解析] 从A开始运动到弹簧第一次被压缩到最短的过程中,物块A、B碰撞过程中有机械能损耗,机械能不守恒,A、B、C及弹簧组成的系统所受合外力为零,系统的动量守恒,故A、B错误,C正确;物块A动能的减少量等于物块B、C动能的增加量与弹簧弹性势能的增加量以及A、B碰撞时产生的内能之和,故D错误. 2.AB　[解析] 根据能量守恒定律可知EA和EB一定小于E0,故A正确,C错误;动量与动能的关系满足p=mv=,结合A项结论可知pA<p0,故B正确;规定碰撞前A的速度方向为正方向,对碰撞过程根据动量守恒定律有p0=-pA+pB,解得pB=p0+pA>p0,故D错误. 3.C　[解析] 以物体与盒子组成的系统为研究对象,水平方向不受外力作用,则水平方向动量守恒,可得mv0=(M+m)v,所以v=,方向水平向右,故A、B、D错误,C正确. 4.CD　[解析] 设碰撞后质量为M的物块速度为v1,质量为m的物块速度为v2,根据动量守恒定律有Mv=Mv1+mv2,根据题意有Mv1=mv2,若碰撞为弹性正碰,则有Mv2=M+m,解得=3,若为非弹性正碰,则有Mv2>M+m,解得<3,考虑到碰后前面物块的速度不小于后面物块的速度,可知≥1,综上可得1≤≤3,故A、B错误,C、D正确. 5.B　[解析] 依题意,碰撞过程系统动量守恒,有mv1=2mv2=3mv3,解得v2=3 m/s,v3=2 m/s,则第二次碰撞过程中损失的机械能为ΔE=×2m-×3m=36 J,故B正确. 6.C　[解析] 两球碰撞过程中系统动量守恒,以两球的初速度方向为正方向,碰前总动量p=mAvA+mBvB=10 kg·m/s,碰前总动能Ek=mA+mB=22 J,选项A中,碰后A的速度大于B的速度且方向相同,两球不会分离而会发生二次碰撞,故A错误;选项B中,碰后总动量p'=mAvA'+mBvB'=8 kg·m/s,不满足动量守恒,故B错误;选项C中,碰后总动量p'=mAvA'+mBvB'=10 kg·m/s,碰后总动能Ek'=mAvA'2+mBvB'2=16.75 J,满足动量守恒和动能不增加,故C正确;选项D中,碰后总动量p'=mAvA'+mBvB'=10 kg·m/s,碰后总动能Ek'=mAvA'2+mBvB'2=46.75 J,不满足动能不增加,故D错误. 7.C　[解析] 根据能量守恒定律知,碰后小球A的一部分机械能转移给了B,小球A的机械能减小,可知小球A不可能返回到P点,故A错误;设第一次碰后小球B的速度大小为vB,小球A的速度大小为vA,则有mAv0=-mAvA+mBvB,mA=mA+mB,解得vA=,vB=,若mB=2mA,则有vA=<vB=,说明两小球只能碰撞一次,故B错误;结合上述,若mB=4mA,则有vA=>vB=,可知两小球将再次碰撞,设第二次碰后小球B的速度大小为vB',小球A的速度为vA',则有mAvA+mBvB=mAvA'+mBvB',mA+mB=mAvA'2+mBvB'2,解得vA'=<vB'=,两小球能碰撞两次,故C正确,D错误. 8.(1)1 m/s　(2)10 m　(3)见解析 [解析] (1)两冰壶碰撞过程中,满足动量守恒,以碰撞前A的速度方向为正方向,有mv1=mvA+mvB 解得v1=1 m/s (2)冰壶A从M点水平掷出至运动到N点与冰壶B碰撞前,根据动能定理得-μmgx=m-m 解得x=10 m (3)碰撞前A、B两冰壶的总动能为Ek1=m=10 J 碰撞后两冰壶的总动能为Ek2=m+m=5.8 J 由于Ek1>Ek2,可知两冰壶碰撞过程中有动能损失,为非弹性碰撞 9.BC　[解析] A、B两个物体碰撞过程中,由动量守恒定律有pA+pB=pA'+pB',若此过程为弹性碰撞,则根据机械能守恒定律有+=+,解得=,故A错误,C正确;碰前,有>,解得<,若此过程为非弹性碰撞,则有+>+,解得<,碰后,有<,解得>,综上可得<<,故B正确,D错误. 10.(1)v0　(2)m [解析] (1)地面光滑,所有小滑块组成的系统总动量守恒,且最终所有小滑块的速度相同,所以由动量守恒定律有 mv0=2025mv 解得v=v0 (2)对所有小滑块进行能量分析,有 m=(2025m)v2+ΔE机 解得ΔE机=m 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　非弹性碰撞和碰撞的可行性 建议用时:40分钟 1.如图所示,光滑水平地面上有质量均为m的三个小物块A、B、C,其中B、C通过一轻质弹簧拴接,弹簧处于原长.现给A一个向右的初速度v0,物块A与物块B发生碰撞后粘在一起继续运动,弹簧始终未超过弹性限度,则从物块A开始运动到弹簧第一次被压缩到最短的过程中,下列说法正确的是 (　) A.物块A、B、C组成的系统动量守恒,机械能也守恒 B.物块A、B、C以及弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒 C.物块A、B、C以及弹簧组成的系统动量守恒,机械能不守恒 D.物块A动能的减少量等于物块B、C动能的增加量与弹簧弹性势能的增加量之和 2.(多选)[2025·福建福清一中高二月考] 在光滑水平面上,动能为E0、动量的大小为p0的小钢球A与静止的小钢球B发生碰撞,碰撞前后小钢球A运动方向相反.碰撞后小球A的动能和动量的大小分别为EA、pA,小钢球B的动能和动量的大小分别为EB、pB,则下列说法中正确的是　　 (　) A.EA<E0 B.pA<p0 C.EB>E0 D.pB<p0 3.[2026·湖北黄梅一中高二月考] 如图所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一水平向右的初速度v0,则在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后 (　) A.两者的速度均为零 B.两者的速度总不会相等 C.盒子的最终速度为,方向水平向右 D.盒子的最终速度为,方向水平向右 4.(多选)[2025·山东青岛二中高二月考] 质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正碰(碰撞前后物块始终在同一条直线上运动),碰撞后两者的动量正好相等.两者质量之比可能为 (　) A. B. C.2 D.3 5.[2025·江西丰城九中高二月考] 超市里用的购物车为顾客提供了方便,又便于收纳,收纳时一般采用完全非弹性碰撞的方式把购物车收到一起,如图甲所示.某兴趣小组在超市对同款购物车(以下简称“车”)的碰撞进行了研究,分析时将购物车简化为原来静止的小物块.已知车的净质量均为m=12 kg,将1号车以速度v1=6 m/s向右推出,先与2号车碰撞结合为一体后再撞击3号车,最终三车合为一体.忽略一切摩擦和阻力,则第二次碰撞过程中损失的机械能为 (　) A.18 J B.36 J C.54 J D.72 J 6.[2026·河北唐山一中高二月考] A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1 kg,mB=2 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是 (　) A.vA'=5 m/s,vB'=2.5 m/s B.vA'=2 m/s,vB'=3 m/s C.vA'=3 m/s,vB'=3.5 m/s D.vA'=-3 m/s,vB'=6.5 m/s 7.如图所示,曲面与足够长的水平地面平滑连接,小球A从曲面上P点由静止滑下,与静止在水平地面上的小球B发生弹性正碰,由于小球A的质量较小,碰后会冲上曲面,不计一切阻力,两小球均视为质点,下列说法正确的是 (　) A.碰后小球A可能回到P点 B.若mB=2mA,则两小球能碰撞两次 C.若mB=4mA,则两小球能碰撞两次 D.若mB=4mA,则两小球能碰撞三次 8.2023年6月27日全国残疾人冰壶锦标赛和残奥冰球锦标赛拉开序幕.如图所示,运动员将冰壶A以初速度v0 = 2 m/s从M点水平掷出,沿直线运动一段距离后与静止在N点的冰壶B发生正碰,碰后冰壶A、B的速度大小分别为vA=0.3 m/s、vB=0.7 m/s,碰撞前后A的速度方向不变,运动中冰壶可视为质点且碰撞时间极短.若冰壶A、B的质量均为20 kg,与冰面间的动摩擦因数均为μ=0.015,重力加速度g取10 m/s2.求: (1)(4分)两冰壶碰撞前冰壶A的速度大小v1; (2)(6分)M、N两点间的距离x; (3)(6分)通过计算判断两冰壶碰撞是否为弹性碰撞. 9.(多选)[2026·山东日照一中高二月考] 在光滑水平面上,A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动,A的动量为18 kg·m/s,B的动量为24 kg·m/s.A从后面追上B,它们相互作用一段时间后,B的动量增大为32 kg·m/s,方向不变.下列说法正确的是 (　) A.若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为= B.若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为= C.若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为= D.若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为= 10.如图所示,在光滑水平地面上有2025个完全相同的质量均为m的小滑块,且相邻两个小滑块之间均有长为l的轻绳相连,初始时所有轻绳都处于松弛状态.现给最右边的第一个小滑块一个初速度v0,然后第二个小滑块会被拉动起来,经过足够长时间t,最终所有小滑块均向右以相同的速度运动.求: (1)第2025个小滑块最终的速度大小v; (2)整个系统在该过程中损失的机械能ΔE机. 学科网（北京）股份有限公司 $