高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞课后复习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞课后复习题，共18页。试卷主要包含了6m/sB．2，5kg·m/s，7，5kg·m/s，6等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第一册1.5弹性碰撞与非弹性碰撞 课后练习（解析版）1．如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在水平地面上，另一端拴接着质量为M的木块A，开始时木块A静止，现让一质量为m的木块B从木块A正上方高为h处自由下落，与木块A碰撞后一起向下压缩弹簧，经过时间t木块A下降到最低点．已知弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，木块A与木块B碰撞时间极短，重力加速度为g，下列关于从两木块发生碰撞到木块A第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块A的冲量I的大小正确的是（　　）A． B．C． D．2．斯诺克是一种台球运动，越来越受到人们的喜爱。斯诺克本身的意思是“阻碍、障碍”，所以斯诺克台球有时也被称为障碍台球，打球过程中可以利用球来作障碍迫使对方失误，而且作障碍是每个职业斯诺克球手都必须掌握的一种技术。假设光滑水平面一条直线上依次放8个质量均为m的弹性红球，质量为1.5m的白球以初速度与8号红球发生弹性正碰，则8号红球最终的速度大小为（　　）A． B． C． D．3．光滑的水平桌面上，质量为，速度为3m/s的A球跟质量为0.2kg的静止B球发生正碰，则碰撞后B球的速度可能为（　　）A．3.6m/s B．2.4m/s C．1.2m/s D．0.6m/s4．如图所示，小球A质量为2m，小球B质量为m，小球B置于光滑水平面上，小球A从高为h处由静止摆下到达最低点恰好与相撞，并粘合在一起继续摆动，若不计空气阻力，它们能上升的最大高度是（　　）A．h B．h C．h D．h5．如图所示，光滑水平面上有质量为足够长的木板，木板上放一质量为m、可视为质点的小木块。第一次使小木块获得向右的水平初速度，木板静止，第二次使木板获得向右的水平初速度。木块静止。两次运动均在木板上留下完整划痕，则两次划痕长度之比为（　　）A． B． C． D．6．质量为M的木块，放在光滑水平桌面上处于静止状态，现有一质量为m、速度为v0的子弹沿水平方向击中木块并停留在其中与木块共同运动，在子弹击中木块过程中，木块受到的冲量大小为：①mv0；   ②；   ③；    ④；以上结果正确的是（　　）A．只有① B．只有③ C．③④ D．④7．如图所示，静止在光滑水平面上的小车，上面是由两个对称的光滑曲面组成，整个小车的质量为m，现有一个质量也是m可看作质点的小球，以水平速度v0从小车的左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下。下列说法正确的（　　）A．此过程中小球和小车组成的系统动量守恒B．小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置C．小车上的曲面的高度一定小于D．若减小小球的初速度，则小球与小车分开后，小球做自由落体运动8．水平地面上两物块A、B用细线连接，质量分别为mA、mB，在水平恒力F作用下向右匀速运动，速度大小为v。某时刻细线突然断裂，当A物块恰好停止运动时，B物块的速度大小为（　　）A． B． C． D．9．如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m，三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度v0， B、C由静止释放。三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为(    )  A．2次 B．3次 C．4次 D．5次10．在光滑水平直轨道上，A球追上B球发生碰撞，已知碰前它们的动量分别为PA＝10kg·m/s，PB＝9kg·m/s，碰后B球的动量变为PB'＝15kg·m/s，则两球的质量关系可能是（　　）A．mB＝mA B．mB＝2mA C．mB＝3mA D．mB＝4mA11．质量相等的甲、乙两球在光滑水平面上沿同一直线运动，甲以8kg·m/s的动量追上前方以6kg·m/s的动量同向运动的乙球并发生正碰，则碰后甲、乙两球的动量可能是（　　）A．6.5kg·m/s，7.5kg·m/s B．7kg·m/s，7kg·m/sC．7.5kg·m/s，6.5kg·m/s D．5kg·m/s，9kg·m/s12．如图所示，光滑地面上有P、Q两个固定挡板，A、B是两挡板连线的三等分点。A点有一质量为m2的静止小球，P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球以速度v0向右运动。小球与小球、小球与挡板间的碰撞均没有机械能损失，两小球均可视为质点。已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点处，则两小球的质量之比可能为（　　）A． B． C． D．13．如图所示，一轻杆两端分别固定a、b两个半径相等的光滑小球，a球质量小于b球质量（他们体积很小，可看成质点）。整个装置放在光滑的水平地面上，将此装置从图示位置由静止释放，则（　　）A．在b球落地瞬间，a球的速度方向向右B．在b球落地瞬间，a球的速度方向向左C．在b球下落的整个过程中，a球的动量先增大后减小D．在任意的时间内，轻杆对两球做功之和为零14．质量为mA的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰，假设B球的质量mB可选取为不同的值，则下列正确的是（　　）A．当时，碰后AB两球共速B．当时，碰后两球互换速度C．当时，碰后mA反向运动D．当时，mB越小，碰后B球的速度越小15．如图所示，质量为的小车上用细绳悬挂一质量为的小球，并以的速度在光滑水平轨道上匀速运动，后来与质量为的原来静止的小车碰撞后粘在一起，则（    ）A．、碰后瞬间速度为B．小球再次摆回最低点的速度为C．碰撞过程中损失的机械能为D．碰后小球还能上升的最大高度为 16．如图所示，水平面的左端固定有竖直弹性档板，质量为M=2m的木块静放在水平面上，与档板的距离s=3m，木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.3。现有一质量为m的光滑小球在档板与木块之间，以速度v0=9m/s水平向右运动，在以后的运动过程中，小球与木块或档板的碰撞时间极短，均没有动能损失。重力加速度g取10m/s2，小球大小不计，求：（1）小球与木块第一次碰后二者的速度；（2）小球与木块第一次碰后至第二次碰前的时间内，木块沿水平面滑行的距离；（3）木块离档板的最远距离。 17．2022年冬奥会将在北京举办。为助力冬奥我国自主研发了一款“人体高速弹射装置”。在装置协助下，只需几秒一名滑冰运动员就能从静止状态达到指定速度。现有一质量的运动员甲在弹射装置协助下，通过加速段后获得一定初速度，匀速通过变道段后，进入半径为的弯道。假设在过弯道时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示，即可认为冰面对人的弹力沿身体方向，身体与冰面的夹角，忽略冰面对选手的一切摩擦力。（1）求此时运动员转弯的速度及弹射装置对运动员做的功；（2）根据第一问的数据，运动员甲获得上述初速度后，与速度为的运动员乙发生碰撞完成接力，相互作用后甲速度减为，方向不变。已知运动员乙的质量为。求在此过程中两位运动员增加的动能。    18．如图所示，质量的混凝土砌块静止在光滑的水平地面上，质量的小球以的速度撞击砌块，碰撞后小球以的速度被反向弹回。已知小球与砌块的作用时间为。（1）求碰撞后砌块的速度大小；（2）求小球与砌块碰撞时平均作用力的大小；（3）若砌块左侧涂上胶水，使小球与砌块碰后粘在一起，求碰撞过程系统损失的机械能。
参考答案1．D【详解】B下落h时的速度为解得物块B与A碰撞过程由动量守恒得规定向下为正方向，则两物块从开始运动到到达最低点过程中由动量定理得从两木块发生碰撞到木块A第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块A的冲量I的大小为联立解得弹簧对木块A的冲量I的大小为故选D。2．C【详解】假设光滑水平面一条直线上依次放8个质量均为m的弹性红球，质量为1.5m的白球以初速度与8号红球发生弹性正碰，根据一动碰一静的弹性碰撞特点可知，每碰撞一次白球的速度变为原来的，而8号球每次将速度传给右侧球，故白球与8号球碰撞7次后，白球速度此时8号球速度为零，根据动量守恒和能量守恒有 ，解得，8号红球最终的速度大小为故选C。3．B【详解】以两球组成的系统为研究对象，以A球的初速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得mAv=mAvA+mBvB由机械能守恒定律得：解得vB=3m/s如果碰撞为完全非弹性碰撞，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mAv=（mA+mB）vB解得vB=1.5m/s则碰撞后B球的速度范围是：1.5m/s≤vB≤3m/s，故B正确，ACD错误；故选B。4．B【详解】设球A与球B碰撞前一瞬间，球A的速度大小为，根据机械能守恒得球A和球B碰撞过程动量守恒，即设两球粘到一起后，能上升的最大高度为，由机械能守恒得联立各式解得故选B。5．A【详解】木块从开始到相对长木板静止的过程中，木块和木板系统水平方向动量守恒，取向右为正方向，则有解得根据能量守恒定律有解得划痕长度同理可求，当木板的初速度为时的划痕长度。两次划痕长度之比为。故选A。6．C【详解】由动量守恒定律和动量定理得解得故选C。7．D【详解】A．小球和小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受合外力不为零，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B．小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，小球滑离小车时，小车不会回到原位置，故B错误；
C．小球恰好到达小车的最高点时小球与小车的速度相等，设共同速度为v共，小球运动到最高点过程中，小球和小车在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得mv0=（m+m）v共曲面与地面光滑，整个运动过程只有重力做功，小球与小车组成的系统机械能守恒，由据机械能守恒定律得解得故C错误；
D．若减小小球的初速度，小球会从左侧滑下小车，设小球、小车的速度分别为v1、v2，系统在水平方向动量守恒，以向右为正方，在水平方向，由动量守恒定律得mv0=mv1+mv2系统机械能守恒，由机械能守恒定律得mv02=mv12+mv22解得v1=0v2=v0小球离开小车后做自由落体运动，故D正确。
故选D。8．B【详解】对AB组成的系统合外力为零，满足动量守恒定律，由动量守恒定律得解得故B正确，ACD错误。故选B。9．B【详解】由于三球竖直方向的运动情况相同，一定可以发生碰撞，可假设高度无穷大，可看作三球碰撞完成后才落地，A、B第一碰撞后水平速度互换，B、C发生第二碰撞后，由于B的质量小于C的质量，则B反向；B、A发生第三次碰撞后，B、 A水平速度互换，A向左，B竖直下落，三球不再发生碰撞，所以最多能够发生3次碰撞，故B正确，ACD错误。故选B。【点睛】关键是A球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，与B、C竖直方向的运动情况相同，所以一定可以发生碰撞。10．BC【详解】A球从后面追上B球并发生碰撞，说明A的速度大于B的速度，则有解得碰撞过程系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得代入数据解得碰撞过程总动能不增加，则有代入数据整理解得碰撞后两球同向运动，甲的速度不大于乙的速度，则代入数据整理得综上所述可知故BC正确、AD错误。故选BC。11．AB【详解】碰撞的过程中，1、是动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况．初状态总动能A．动量守恒，末状态总动能知动能不增加，且碰后B的速度大于A，故A可能；B．动量守恒，末状态的总动能知动能不增加，故B可能；C．动量守恒，末状态总动能知动能不增加，但是碰后B的速度小于A的速度，不符合实际，故C不可能；D．动量守恒，末状态总动能知动能增加，故D不可能。故选AB。12．BD【详解】若碰后球1的速度方向与原来的方向相同，可知1球的速度小于2球的速度，两球在B点相遇，是球2反弹后在B点相遇，有即根据动量守恒得根据机械能守恒得联立解得若碰撞后球1的速度方向与原来的方向相反，与挡板碰后反弹在B点追上球2，则有即根据动量守恒得根据机械能守恒得联立解得若碰撞后球1的速度方向与原来的方向相反，与挡板碰后反弹、球2与挡板碰后反弹在B点相遇，则有即根据动量守恒得根据机械能守恒得联立解得故选BD。【点睛】解决本题的关键知道弹性碰撞的特点，动量守恒，机械能守恒，结合两球碰后的速度大小的关系和方向，运用动量守恒和机械能守恒综合求解。13．CD【详解】AB．对两球及杆系统，在b球落地前瞬间，b球的水平速度为零，根据系统水平方向动量守恒，系统初始动量为零，则此时a球的速度必定为零，故AB错误；C．b球刚释放时，a球速度为0；b球落地瞬间，由A选项知，a球速度也为0；b球运动过程中，a球速度不为0，因此整个过程中，a球速度先增大后减小，即a球的动量先增大后减小，故C对确；D．设杆对a球做功W1，对b球做功W2，系统机械能守恒，则除了重力之外的力的功必定为零，即W1+W2=0，因此轻杆对两球做功之和为零，故D正确。故选CD。14．BC【详解】发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒有解得AB．当时，解得 ， ，碰后两球互换速度，A错误，B正确；C．当时碰后mA反向运动，C正确；D．当时mB越小，碰后B球的速度v2越大，D错误。故选BC。15．BD【详解】A．小车A、B碰撞过程中，AB满足动量守恒解得A错误；C．小车A、B碰撞过程中损失的机械能C错误；D．小球上摆到最高点时，小球和车速度相同，满足动量守恒，机械能守恒解得D正确；B．小车A、B碰撞后，C先上摆，再摆回到平衡位置时，整个系统水平方向动量守恒，机械能守恒整理得B正确。故选BD。16．(1) ，方向向左，，方向向右； (2) ；(3) 【详解】(1)二者发生弹性碰撞，根据动量守恒及能量守恒得，解得，小球碰后向左运动，木块向右运动。(2)设木块沿水平面滑行的距离为x，对木块，由牛顿第二定律得解得因为小球回到木块的开始位置时，经历的时间为此时，木块刚好停止，所以发生第二次碰撞时，木块已经停下，则根据运动学公式得(3)最终二者均停下，根据能量守恒得解得所以木块离档板的最远距离为17．(1) ，； (2)【详解】(1)根据牛顿第二定律得解得弹射装置对运动员做的功(2)根据动量守恒得解得两位运动员增加的动能18．（1）3m/s；（2）500N；（3）60J【详解】(1)设砌块碰撞后的速度为，规定向右为正方向，由动量守恒定律得解得碰撞后砌块的速度大小为3m/s。(2)设碰撞时平均作用力大小为F，规定向右为正方向，对砌块由动量定理得解得小球与砌块碰撞时平均作用力的大小为500N。(3)设碰后两者共同速度为，规定向右为正方向，由动量守恒定律得解得设碰撞过程损失的机械能，根据能量守恒定律有解得碰撞中系统损失的机械能为60J。