高中物理第一章動(dòng)量守恒研究第3節(jié)科學(xué)探究-維彈性碰撞自我小測(cè)魯科版選修3-5

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1、文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持. 科學(xué)探究 - 維彈性碰撞 1. 如圖所示， 在水平光滑的桌面上橫放著一個(gè)圓筒， 筒底固定著一個(gè)輕質(zhì)彈簧， 今有一小球 沿水平方向正對(duì)彈簧射入筒內(nèi)壓縮彈簧，爾后又被彈出，取圓筒、彈簧、小球?yàn)橄到y(tǒng)，則系 統(tǒng)在這一過程中 ( ) A. 動(dòng)量守恒，動(dòng)能守恒 B.動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒 C. 動(dòng)量不守恒，動(dòng)能守恒 D.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒 2. 在光滑水平面上， 兩球沿球心連線以相等速率相向而行， 并發(fā)生碰撞， 下列現(xiàn)象可能的是 ( ) A. 若兩球質(zhì)量相同，碰后以某一相等速率互相分開 B. 若兩球質(zhì)量相同，碰后

2、以某一相等速率同向而行 C. 若兩球質(zhì)量不同，碰后以某一相等速率互相分開 D.若兩球質(zhì)量不同，碰后以某一相等速率同向而行 3 .質(zhì)量為2 m的B球，靜止放于光滑水平面上，另一質(zhì)量為 m的A球以速度v與B球正碰, 若碰撞沒有能量損失，則碰后 A球的速度為( ) A. v/3 B. － v/3 C.2v/3 D.－ 2v/3 4 . 如圖所示，光滑水平面上有大小相同的 A、 B 兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)。兩球質(zhì)量關(guān)系為 mB = 2m,規(guī)定向右為正方向， A、B兩球的動(dòng)量大小均為 6 kg ? m/s,運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞， 碰撞后A球的動(dòng)量增量為一4 kg - m/s,則( ) A.

3、左方是A球，碰撞后 A、B兩球速度大小之比為 2： 5 B.左方是A球，碰撞后 A、B兩球速度大小之比為 1 ： 10 C.右方是A球，碰撞后 A、B兩球速度大小之比為 2 : 5 D.右方是A球，碰撞后 A、B兩球速度大小之比為 1 ： 10 5.如圖所示，P物體與一個(gè)連著彈簧的 Q物體正碰，碰后 P物體靜止，Q物體以P物體碰前 的速度v離開，已知P與Q質(zhì)量相等，彈簧質(zhì)量忽略不計(jì)， 那么當(dāng)彈簧被壓縮至最短時(shí)， 下 列結(jié)論中正確的是 ( ) A. P 的速度恰好為零 B.P與Q具有相同速度 C.Q剛開始運(yùn)動(dòng) D.Q的速度等于v 6 .如圖所示，設(shè)車廂長(zhǎng)度為 L,質(zhì)量為M靜止于

4、光滑水平面上，車廂內(nèi)有一質(zhì)量為 m的物 體以速度V0向右運(yùn)動(dòng)，與車廂來回碰撞幾次后 （物體與車廂間摩擦不計(jì)），靜止于車廂中， 這時(shí)車廂的速度為（ ） A.vo,水平向右 B.0 C.mv/（ m,水平向右 D.mv/M水平向右 7 .如圖所示，質(zhì)量均為 M的鋁板A和鐵板B分別放在光滑水平地面上。質(zhì)量為 mm

5、用輕彈簧連接，以恒定的速度 v沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面 的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞，如圖所示， 碰撞時(shí)間極短，在此過程中，下列說法可能發(fā) 生的是（ ） A.M m。、m速度均發(fā)生變化，分別為 vi、V2、V3,而且滿足（出 m） v= Mv+mv+mv3 8 .m。的速度不變， M和m的速度變?yōu)?vi和V2,而且滿足 Mv= Mv+mv C.m。的速度不變，M m的速度都變?yōu)関',且滿足 Mv= （ M^n）v' D.M m m速度均發(fā)生變化， M和m速度都變?yōu)関i,m的速度變?yōu)関2,而且滿足（M^ m）v=（M + m。）vi + mv 9 .物體A初動(dòng)量大小是7.0

6、kg ? m/s,碰撞某物體后動(dòng)量大小是 4.0 kg ? m/s。那么物體碰 撞過程動(dòng)量的增量 Ap的大小范圍是 。 10 .如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體 A和B,放在光滑的水平面上，物體 A被水平速度 為v。的子彈擊中，子彈嵌在其中，已知 A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的-,子彈的質(zhì)量是 B的質(zhì)量 4 1 的1。 A物體獲得的最大速度是 。 4 11 .一個(gè)質(zhì)量mi= 5 kg的小球靜止在光滑的水平面上，一質(zhì)量 1 kg的物體以vo= 12 m/s 的速度射向m并與之發(fā)生正碰，碰后 m以速度v1=4 m/s沿V0方向運(yùn)動(dòng)，求m2碰后速度及 碰撞過程中的機(jī)械能損失。 [2,甲、

7、乙兩小孩各乘一輛小車在光滑水平面上勻速相向行駛，速率均為 6 m/s ,甲車上 有質(zhì)量mo= 1 kg的小球若干個(gè)，甲和他的車及所帶小球總質(zhì)量為 m50 kg,乙和他的車總質(zhì) 量為m=30 kg。甲不斷地將小球以16.5 m/s的對(duì)地水平速度拋向乙，并被乙接住，問甲至 少要拋出多少個(gè)小球才能保證兩車不相撞？ （不考慮空氣阻力） 13.（2008江蘇徐州第一次檢測(cè)）a、b兩個(gè)小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們?cè)谂鲎睬昂蟮?s — t圖象如圖所示，若 a球的質(zhì)量m= 1 kg,則b球的質(zhì)量mb等于多少？ 14.（2007寧夏高考）在光滑的水平面上，質(zhì)量為 m的小球A以速率Vo向右運(yùn)動(dòng)。在小球

8、A 的前方O點(diǎn)有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。小球 A與小球B發(fā)生正碰后 小球A、B均向右運(yùn)動(dòng)。小球 B被在Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球 A在P點(diǎn)相遇，PQ= 1.5 PO 假設(shè)小球間的碰撞及小球與墻壁之間的碰撞都是彈性的，求兩小球質(zhì)量之比 m/ m。 參考答案 1解析：以圓筒、彈簧、小球?yàn)橄到y(tǒng)，滿足動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒的條件。故 B選項(xiàng)正確。 答案：B 2解析：本題考查運(yùn)用動(dòng)量守恒定律定性分析碰撞問題。光滑水平面上兩小球的對(duì)心碰撞符 A項(xiàng)，碰撞前兩球總動(dòng)量 合動(dòng)量守恒的條件，因此碰撞前后兩小球組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒。 為零，碰撞后也為零，動(dòng)量守恒，所以 A項(xiàng)是可能的。

9、B項(xiàng)，若碰撞后兩球以某一相等速率 B項(xiàng)不可能。C項(xiàng)，碰撞前后系統(tǒng) D項(xiàng)，碰撞前總動(dòng)量不為零，碰后也 同向而行，則兩球的總動(dòng)量不為零，而碰撞前為零，所以 的總動(dòng)量的方向不同，所以動(dòng)量不守恒， C項(xiàng)不可能。 不為零，方向可能相同，所以， D項(xiàng)是可能的。 答案：AD 3解析：A B碰撞過程，動(dòng)量守恒，依動(dòng)量守恒定律得 mv=mvA' + mvb， ①，碰撞中機(jī) 1c 1 C 1 械目匕寸恒： -miAV =~mAVA - mBVB 2 2 2 2mA 2m 2 =—v = - v ,故選項(xiàng)B正確。 mA mB 3m 3 mA - mB m -2m 1 Va = v=

10、v = 一一, Vb mA mB m 2m 3 答案：B 4解析：由質(zhì)量關(guān)系、動(dòng)量關(guān)系、動(dòng)量增量關(guān)系判斷球的位置。 由 mB=2mA、Pb= Pa知：va=2vb。 對(duì)兩球發(fā)生碰撞的情況進(jìn)行討論： ①A球在左方，都向右運(yùn)動(dòng)。由動(dòng)量守恒定律得： Pa r 2 2kg m/s, Pb10 kg m/s ,即—A A = — , 故== 一 ° mBVB 10 Vb 5 ②A球在左方，且 A向右運(yùn)動(dòng)，B向左運(yùn)動(dòng)，由題意知 pa' = 2 kg - m/s, pb' = 2 kg - m/s, A B兩球碰后繼續(xù)相向運(yùn)動(dòng)是不可能的。 ③B球在左方，A球在右方，則此種情況下 Apa>

11、0。 由以上分析知，只有一種情況成立。 答案：A 5解析：P物體接觸彈簧后，在彈簧彈力的作用下， P做減速運(yùn)動(dòng)，Q做加速運(yùn)動(dòng)，P、Q間 的距離減小，當(dāng) P、Q兩物體速度相等時(shí)，彈簧被壓縮到最短，所以 B正確，A C錯(cuò)誤。由 于作用過程中動(dòng)量守恒，設(shè)速度相等時(shí)速度為 v',則mv=（出m）v',所以彈簧被壓縮至 最短時(shí)，R Q的速度v' = v,故D錯(cuò)誤。 2 答案：B 6解析：物體與車組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律，得 mv=（出m）v,解得v= m% ,選項(xiàng)C M m 正確。 本題比較典型，物體間的作用過程可能非常復(fù)雜，但只要系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零， 則其動(dòng)量守恒

12、，初末狀態(tài)動(dòng)量相等。 答案：C 7解析：根據(jù)動(dòng)量守恒定律： mv=（m^ Mvi,可知C的最終速度是相同的， A選項(xiàng)正確。由能 量守恒定律可得：兩種情況下產(chǎn)生的熱量相等，都等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能， D選項(xiàng)正確。由 于A、B表面的摩擦力不同， 根據(jù)動(dòng)能定理可得：A和B相對(duì)地面滑動(dòng)的距離以及 C相對(duì)于A 和B滑行的距離不相同，故 B、C選項(xiàng)不正確。 答案：AD 8解析：因?yàn)榕鲎矔r(shí)間極短，所以 m的速度應(yīng)該不發(fā)生變化， A錯(cuò)，D錯(cuò)。碰后M與m的速 度可能相同也可能不同， B對(duì)，C對(duì)。 答案：BC 9解析：選初動(dòng)量的方向?yàn)檎较颍?則末動(dòng)量有兩種可能， 即4.0 kg ? m/s或一4

13、.0 kg ? m/s。 故動(dòng)量的增量 A p的大小范圍是 3 kg - m/sw Apwil kg - m/s。 答案：3 kg - m/s< A pw 11 kg - m/s 10解析：對(duì)子彈進(jìn)入 A中的過程，由動(dòng)量守恒定律得： mv=(m+ m)VA, vA=_v0。 4 答案：vA=v0 4 11解析：兩個(gè)小球的碰撞過程符合動(dòng)量守恒。 以小球2的初速度方向?yàn)檎较颍?有mv0=mvi + nw2 1 kg x 12 m/s =5 kg x4 m/s + 1 kg - V2 所以 v2 = — 8 m/s 碰撞過程中損失的機(jī)械能為： 答案：一8 m/s 0 12解

14、析：設(shè)至少要拋出n個(gè)小球才能保證兩車不相撞 ，以甲車和拋出的n個(gè)小球?yàn)橄到y(tǒng)，在整 個(gè)拋出過程中動(dòng)量守恒 ，則 mv=nnwo+(m—nm)v甲 式中v= 6 m/s, Vo= 16.5 m/s, v甲為拋出n個(gè)小球后甲車的速度，以乙車和拋來的 n個(gè)小球?yàn)? 系統(tǒng)，在整個(gè)接球過程中動(dòng)量守恒 ，則nmv?！?mv= ( nm+ m) V2 要使兩車不相撞，則v甲w v乙 代入數(shù)據(jù)解得：n= 15。 答案：15個(gè) 13解析：從位移一時(shí)間圖象上可看出，碰前 b的速度為0,a的速度v0=As/At=4 m/s , 碰撞后，a的速度vi = — 1 m/s, b的速度v2= 2 m/s。 由動(dòng)量守恒定律得 mv0 = mv1+mv2, mb= 2.5 kg 。 答案：m=2.5 kg 14解析：從兩小球碰撞后到它們?cè)俅蜗嘤觯∏?A和B的速度大小保持不變。根據(jù)它們通 過的路程，可知小球 B和小球A在碰撞后的速度大小之比為 4： 1。 設(shè)碰撞后小球 A和B的速度分別為Vi和v2,在碰撞過程中動(dòng)量守恒，碰撞前后動(dòng)能相等， 則有 mv0= mv1+ mv2 ① 1 2 1 2 1 2 … -miv0 = - m1vl 十一 mtv2 ② 2 2 2 利用—=4 ,可解出史1 =2③ Vi m2 答案: mi =2 m2