2020物理人教版選修5課后檢測(cè)：14碰撞版含解析

1、gj址中恒售警工機(jī)敏地颯失*損失機(jī)械能情況動(dòng)碰靜模型 （熟記碰后結(jié)果）彈性碰撞非彈性碰撞動(dòng)量守恒動(dòng)能不增加速度符合實(shí)情辨一辨1.兩物體間發(fā)生的碰撞一定為彈性碰撞.（X）2 .兩物體間發(fā)生的碰撞過程， 動(dòng)量一定守恒， 動(dòng)能可能不守恒. （V）3 .兩物體發(fā)生正碰時(shí)，動(dòng)量一定守恒.（，）4 .兩物體發(fā)生斜碰時(shí)，動(dòng)量不守恒.（X）5 .微觀粒子的散射現(xiàn)象的發(fā)生是因?yàn)榱Ｗ优c物質(zhì)微粒發(fā)生了對(duì)心碰撞.（X）想一想1.兩小球發(fā)生對(duì)心碰撞，碰撞過程中兩球動(dòng)量是否守恒？動(dòng)能呢？提示：兩球?qū)π呐鲎?，?dòng)量是守恒的，只有發(fā)生彈性碰撞，動(dòng)能才守恒.2.碰撞后兩個(gè)物體結(jié)合在一起碰撞過程中機(jī)械能守恒嗎？提示： 碰撞后兩物體

2、結(jié)合在一起損失的機(jī)械能最多， 機(jī)械能不守恒.3 .牛頓擺是一個(gè) 1960 年代發(fā)明的桌面演示裝置，五個(gè)質(zhì)量相同的球體由吊繩固定， 彼此緊密排列.當(dāng)擺動(dòng)最左側(cè)的球弁在回?cái)[時(shí)碰撞緊密排列的另外四個(gè)球時(shí)，最右邊的球?qū)⒈粡棾觯? 碰撞動(dòng)一部?機(jī)械能醐失機(jī)械器揪失加勢(shì)J1 個(gè)模型2 類碰撞3 個(gè)原則碰撞知識(shí)體系一維再撞彈性動(dòng)戰(zhàn)守恢碰榛碰撞娟國也僅有最右邊的球被彈出.上述規(guī)則適用于更多的球，兩個(gè)，三個(gè)，其中蘊(yùn)含什么道理？提示：在理想情況下，完全彈性碰撞的物理過程滿足動(dòng)量守恒和能量守恒.如果兩個(gè)碰撞小球的質(zhì)量相等， 聯(lián)立動(dòng)量守恒和能量守恒方程時(shí)可解得：兩個(gè)小球碰撞后交換速度.如果被碰撞的小球原來靜止，則碰

3、撞后該小球具有了與碰撞小球一樣大小的速度， 而碰撞小球則停止.多個(gè)小球碰撞時(shí)可以進(jìn)行類似的分析.思考感悟：練一練1.A、B 兩物體發(fā)生正碰，碰撞前后物體 A、B 都在同一直線上運(yùn)動(dòng).其位移一時(shí)間圖象如圖所示.由圖可知，物體 A、B 的質(zhì)量之比為（）A.1:1C.1:3解析：由題圖知:m/s,由動(dòng)量守恒可知故選項(xiàng) C 正確.答案：C2.B.1:2D.3:1碰前VA=4m/s,VB=0.碰后YA=VB=1mAVA+0=mAVA+mBVB，解得 mB=3mA.q 口,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=2mA,規(guī)定向右為正方向,球的動(dòng)量均為 6kg

4、m/s,運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后量增量為4kg 巾底則（）A、B 兩A 球的動(dòng)A.左方是B.左方是C.右方是D.右方是A 球，碰撞后A 球，碰撞后A 球，碰撞后A 球，碰撞后A、A、A、A、B 兩球速度大小之比為B 兩球速度大小之比為B 兩球速度大小之比為B 兩球速度大小之比為2:51:102:51:10解析：碰撞后 A 球的動(dòng)量增量為4kgm/s,則 B 球的動(dòng)量增量為4kgm/s,所以碰后 A 球的動(dòng)量為 2kgm/s,B 球的動(dòng)量為 10kgm/s,即mAVA=2kgm/s,mBVB=10kgm/s,且 mB=2mA,VA：VB=2:5,所以，選項(xiàng) A 正確.答案：A3 .質(zhì)量為 m

5、的小球 A 以水平速率 V 與靜止在光滑水平面上質(zhì)量為3m 的小球 B 正碰后，小球 A 的速率為 2，則碰后 B 球的速度為(以 A 球原方向?yàn)檎较?()VA-B.V6VD2=m：+3mvB,解得VB=62Mv2+5mv2由已知條件得 Mv=mv2聯(lián)立可得 v=2v1聯(lián)立消去 v、v1、v2,整理得MW3,故選項(xiàng) A、B 正確.m答案：AB3.(多選)如圖所示，位于光滑水平桌面，質(zhì)量相等的小滑塊 P 和 Q 都可以視作質(zhì)點(diǎn)，Q 與輕質(zhì)彈簧相連，設(shè) Q 靜止，P 以某一初動(dòng)能 E0水平向 Q 運(yùn)動(dòng)弁與彈簧發(fā)生相互作用，若整個(gè)作用過程中無機(jī)械能損失，用&表示彈簧具有的最大彈性勢(shì)能，用

6、E2表示 Q具有的最大動(dòng)能，則()EoA.Ei=2B.Ei=EoEoC.E2=2D.E2=Eo解析：當(dāng) P 和 Q 達(dá)到共同速度時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能最大，由動(dòng)量守恒定律 mvo=2mv,1c1._取大彈性勢(shì)能 Ei=,mvo22mv2,PL1。又 Eo=mvo,聯(lián)立得 Ei=E,A 正確，B 錯(cuò)誤；由于 P、Q 的質(zhì)量相等，故在相互作用過程中發(fā)生速度交換，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，P的速度為零，系統(tǒng)的機(jī)械能全部變?yōu)?Q 的動(dòng)能，D 正確.答案：AD4.,4flr如圖所示，在水平光滑直導(dǎo)軌上，靜止著三個(gè)質(zhì)量均為 m=1kg 的相同小球 A、B、C,現(xiàn)讓 A 球以 vo=2m/s 的速度向著 B 球運(yùn)動(dòng)

7、，A、B 兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)弁跟 C 球碰撞，C 球的最終速度 vc=1m/s.求：(1)A、B 兩球跟 C 球相碰前的共同速度多大？(2)兩次碰撞過程中一共損失了多少動(dòng)能？解析：(1)A、B 相碰滿足動(dòng)量守恒：mvo=2mv1解得兩球跟 C 球相碰前的速度：v1=1m/s.(2)兩球與 C 碰撞，動(dòng)量守恒：2mv1=mvC+2mv2解得兩球碰后的速度：v2=o.5m/s,兩次碰撞損失的動(dòng)能：一 1。1 一。1AEk=2mv02*2mv22mvC=1.25J答案：(1)1m/s(2)1.25J要點(diǎn)二碰撞問題的合理性判斷5.質(zhì)量相等的 A、B 兩球在光滑水平面上均向右沿同一直

8、線運(yùn)動(dòng)，A 球的動(dòng)量為PA=9kgm/s,B 球的動(dòng)量為 pB=3kgm/s,當(dāng) A 球追上 B 球時(shí)發(fā)生碰撞，則碰后 A、B 兩球的動(dòng)量可能是()A.pA=6kgm/s,pB=6kgm/sB.pA=8kgm/s,pB=4kgm/sC.pA=2kgm/s,pB=14kgm/sD.pA=-4kgm/s,pB=17kgm/s解析：A、B 組成的系統(tǒng)所受合外力為 0,系統(tǒng)動(dòng)量守恒，即pA+PB=PA+PB=9kgm/s+3kgm/s=12kgm/s,故先排除 D 項(xiàng).A、B 碰撞前的動(dòng)能應(yīng)大于或等于碰撞后的動(dòng)能，即EkA+EkBEkA+EkB,LL_PL 遙 81+9,、90,、EkA+EkB=o+

9、o=(J)=T(J),2m2m2m2m,pA+pBE，kA+E，kB=-2m，將 A、B、C 三項(xiàng)數(shù)值代入可排除 C 項(xiàng).A、B 選項(xiàng)數(shù)據(jù)表明碰撞后兩球的動(dòng)量均為正值， 即碰后兩球沿同一方向運(yùn)動(dòng).因 A 球的速度應(yīng)小于或等于 B 球的速度，即vAWVB,因此又可排除 B 項(xiàng).所以該題的正確選項(xiàng)為 A.答案：A6 .在公路上發(fā)生了一起交通事故，質(zhì)量為 1.0 x104kg 的客車向南行駛迎面撞上質(zhì)量為 2.0X104kg 向北行駛的貨車，碰后兩車接在一起，弁向南滑行了一段距離后停止.根據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定，碰前客車行駛速率為 20m/s,由此可判斷碰前貨車的行駛速率為()A.小于 10m/sB.大于

10、10m/s 小于 20m/sC.大于 20m/s 小于 30m/sD.大于 30m/s 小于 40m/s 解析：由題意知，向南行駛的客車比向北行駛的貨車的動(dòng)量大，m 客 v 客m 貨 v 貨，即 1.0X104kgX20m/s2.0X104kgXv 貨，可得 v 貨0聯(lián)立式解得121.5V2viw2V2或 2 丫1Wv23vi一 12答案：1.5V2V12V2或V1V27vi23I瀛時(shí)測(cè)評(píng)難易適中應(yīng)看更高效基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.下列對(duì)于碰撞的理解正確的是（）A.碰撞是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí)，在極短時(shí)間內(nèi)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過程B.在碰撞現(xiàn)象中，一般內(nèi)力都遠(yuǎn)大于外力，所以可以認(rèn)為碰撞時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能

11、守恒C.如果碰撞過程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞D.微觀粒子的相互作用由于不發(fā)生直接接觸，所以不能稱其為碰撞解析：碰撞是十分普遍的現(xiàn)象，它是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象，一般內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力.如果碰撞中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞是彈性碰撞.微觀粒子的相互作用同樣具有短時(shí)間內(nèi)發(fā)生強(qiáng)大內(nèi)力作用的特點(diǎn)，所以仍然是碰撞.答案：A2 .如圖所示在足夠長的光滑水平面上有一靜止的質(zhì)量為 M 的斜面，斜面表面光滑、高度為 h、傾角為 8.一質(zhì)量為 m(mM)的小物塊以一定的初速度沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)沖上斜面過程中的機(jī)械能損失.如果斜面固定，則小物塊恰能沖到斜面的頂端.如果斜面不固定，則小物塊沖上斜

12、面后能達(dá)到的最大高度為()1-斜面固JE時(shí)，由動(dòng)能JE理得一 mgh=02mv0,所以 vo=V2gh;斜面不固定時(shí)，由水平方向動(dòng)量守恒得 mvo=(M+m)v,1八，一一由機(jī)械能守怛得 2mv2=2(M+m)v2+mgh,角牛得故選 D.答案：D3 .在光滑的水平面上有三個(gè)完全相同的小球，它們?cè)谝粭l直線3 小球靜止，弁靠在一起，1 小球以速度 V0撞向它們，如設(shè)碰撞中不損失機(jī)械能，則碰后三個(gè)小球的速度的可能)11vi=v2=v3=3 丫。B.v1=0,v2=v3=，2voC1v1=0,v2=v3=2v0D.v1=v2=0,v3=v。解析：兩個(gè)質(zhì)量相等的小球發(fā)生彈性正碰，碰撞過程中動(dòng)量守恒、機(jī)

13、械能守恒，碰撞后將交換速度，故 D 項(xiàng)正確.A.hmhC.MMhD-m+M解析:上，2、圖所示.值是(A.C.答案：D4 .2019 湖南師大附中（多選）質(zhì)量為 m,速度為 v 的 A 球跟質(zhì)量為3m的靜止的B球發(fā)生正碰.碰撞可能是彈性的， 也可能是非彈性的，因此碰撞后 B 球的速度可能值為（）A.0.6vB.0.4vC.0.2vD.0.3v解析：如果碰撞是彈性的，由動(dòng)量守恒和能量守恒得 mv=mvi101c1+3mv2,2mv2=2mv2+/3mv2，v2=0.5v,此過程 B 狄得速度取大；如果碰撞是非彈性的，粘在一起時(shí) B 獲得速度最小，由 mv=4mv3,v3=0.25v,則 B的速度

14、可能值為V3VBV2,即0.25VWVB00.5V,B、D 正確.答案：BD5.（多選）如圖所示，用兩根長度都等于 L 的細(xì)繩，分別把質(zhì)量相等、大小相同的 a、b 兩球懸于同一高度，靜止時(shí)兩球恰好相接觸.現(xiàn)把 a 球拉到細(xì)繩處于水平位置，然后無初速釋放，當(dāng) a 球擺動(dòng)到最低位置與 b 球相碰后，b 球可能升高的高度為（）4LA.LB.T5解析：若 a、b 兩球發(fā)生完全彈性碰撞，易知 b 球上擺的高度可達(dá) L；若 a、b 兩球發(fā)生完全非彈性碰撞（即碰后兩球速度相同）,1L則根據(jù) mv=2mv 和2mv2=2mgh,可知其上擺的圖度為.考慮到完全非彈性碰撞中動(dòng)能的損失最多，故 b 球上擺的高度應(yīng)滿

15、足 4&hL.答案：ABC6.2019 廣東中山聯(lián)考（多選）如圖（a）所示，光滑平臺(tái)上，C.4D.8物體 A 以初速度 v0滑到上表面粗糙的水平小車上，車與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不計(jì)；（b）圖為物體 A 與小車 B 的 v-t 圖象，由此可知A.小車上表面長度B.物體 A 與小車 B 的質(zhì)量之比C.物體 A 與小車 B 上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)D.小車 B 獲得的動(dòng)能解析：由圖象可知，物體 A 與小車 B 最終以共同速度 vi勻速運(yùn)動(dòng)，不能確定小車上表面的長度，故 A 錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒定律mA彳寸 mAVo=(mA+mB)vi,解得m=可以確定物體 A 與小車 BV0V1B 正確；由圖象可以知

16、道，物體 A 相對(duì)小車 B 的、1919根據(jù)能 K 守怛得 jiHAgAx=2mAVo2（mA+mB）vi,A 與小車 B 的質(zhì)量關(guān)系，可以解出物體 A 與小車B 上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)，故 C 正確；由于小車 B 的質(zhì)量不可知,故不能確定小車 B 獲得的動(dòng)能，故 D 錯(cuò)誤.故選 B、C.答案：BC7. （多選） 質(zhì)量為 m 的小球 A 在光滑的水平面上以速度 V 與靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為 2m 的小球 B 發(fā)生正碰，碰撞后，A 球1的動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?6,那么碰撞后 B 球的速度大小可能是（）9的質(zhì)量之比，故.1位移 Ax=2V0ti,根據(jù)求得的物體如圖所示，光滑曲面下端與光滑水平面相切，一質(zhì)量為 m 的彈性小球 P 沿曲面由靜止開始下滑，與一質(zhì)量為 km（k 為大于 0 的正整數(shù)）且靜止在水平地面上的彈性小球 Q 發(fā)生彈性正碰.為使二者只能發(fā)生一次碰撞，下列關(guān)于 k 的取值可能正確的是（）B.2D.4設(shè)碰前的速度為 V0,碰撞滿足動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能E-121212b 乂-則有 mvo=mv