粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 弹性碰撞与非弹性碰撞课时作业

1.5弹性碰撞与非弹性碰撞同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，一木块用轻细绳悬于O点，开始时木块静止于O点正下方，现用质量远小于木块的弹丸以一定速度打击木块，打击之间极短。第一粒弹丸以向右的水平速度v1打入木块后并留在其中，木块的最大摆角为，当其第一次返回O点正下方时，质量相同的第二粒弹丸以向右的水平速度v2打入木块，也留在木块中，木块最大摆角仍为，忽略空气阻力，则以下结论中正确的是（　　）

A．v1=v2 B．v1：v2=1：2 C．v1：v2=2：1 D．v1：v2=1：4

2．图所示，质量为m的物块放在质量为M（含挡板）的小车上，物块用细线与小车上的固定挡板相连，被压缩的轻弹簧放在物块与挡板之间，物块随小车一起以大小为v的速度在光滑的水平面上做匀速运动。某时刻，细线断开，物块被轻弹簧弹开，以相对小车大小为v1的水平速度离开小车，此时小车刚好静止，则（　　）

A． B． C． D．

3．如图所示，质量分别为m和5m的小球A、B放在水平面上，小球A的左侧有一固定的足够长的斜面体，已知一切摩擦力和能量损失均可忽略不计。某时刻给小球A以向右的初速度v0，经过一段时间与小球B发生碰撞，碰后小球A的速度大小为v=av0，欲使小球A能与小球B发生第二次碰撞，则a的大小可能为（　　）

A． B． C． D．

4．如图所示，质量分别为m1、m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上。突然加一水平向右的匀强电场后，两球A、B将由静止开始运动，对两小球A、B和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用，且弹簧不超过弹性限度）（　　）

A．系统动量守恒

B．系统机械能守恒

C．弹簧弹力与电场力大小相等时系统机械能最大

D．系统所受合外力的冲量不为零

5．2021年9月17日13时30分，“神舟十二号”返回舱在东风着场安全降落。“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图如图所示，其过程可简化为:打开降落伞一段时间后，整个装置沿竖直方向匀速下降，为确保返回舱能安全着陆在返回舱距地面1m左右时，舱内宇航员主动切断与降落伞的连接（“切伞”），同时点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭向下喷气过程中返回舱减至安全速度。已知“切伞”瞬间返回舱的速度大小v1=10m/s，火箭喷出的气体速度大小v2=1002m/s，火箭“喷气”时间极短，喷气完成后返回舱的速度大小v3=2m/s，则喷气完成前、后返回舱的质量比为（　　）

A．125:124 B．100:99 C．45:44 D．95:96

6．在光滑水平面上，有一质量为m、速度为v的A球跟质量为2m的静止的B球发生正碰。碰撞后A球的速度为，B球的速度为，则、可能是（　　）

A．、

B．、

C．、

D．、

7．如图所示，一个劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，弹簧上端固定一质量为2m的物块A，弹簧下端固定在水平地面上。一质量为m的物块B，从距离弹簧最上端高为h的正上方处由静止开始下落，与物块A接触后粘在一起向下压缩弹簧。从物块B刚与A接触到弹簧压缩到最短的整个过程中（弹簧保持竖直，且在弹性限度内形变），下列说法正确的是（　　）

A．物块B的动能先减少后增加又减小 B．物块A和物块B组成的系统动量守恒

C．物块A和物块B组成的系统机械能守恒 D．物块A物块B和弹簧组成的系统机械能守恒

8．如图所示，在光滑的水平面上，有两个质量均为m的小车A和B，两车之间用轻质弹簧相连，小车A一开始静止，小车B以速度向右运动，求这以后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能为（　　）

A． B． C． D．

9．建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图如图甲所示，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为，桩料的质量为。如果每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力大小随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率。g取，下列说法正确的是（　　）

A．夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为10m/s

B．因夯锤与桩料碰撞损失的机械能为20475J

C．若桩料进入泥土的深度超过1.5m，至少需打夯三次

D．若桩料进入泥土的深度超过1.5m，至少需打夯两次

10．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球沿同一直线上运动．两球的质量关系为mB = 2mA，规定向右为正方向，两球的动量均为5kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量变化量为-3 kg·m/s，则

A．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:2

B．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:4

C．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:2

D．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:4

11．如图所示，光滑水平面上有A、B两木块，A、B紧靠在一起，子弹以水平速度向原来静止的A射去，子弹击穿A留在B中。下面说法正确的是（　　）

A．子弹击中A的过程中，子弹和A、B组成的系统动量守恒

B．子弹击中A的过程中，A和B组成的系统动量守恒

C．子弹击中A的过程中，子弹和A组成的系统动量守恒

D．子弹击穿A后，子弹和A组成的系统动量守恒

12．如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分别0.1kg和0.2kg。某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0s，两球之间的距离为x=2.7m，则下列说法正确的是（　　）

A．刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同

B．刚分离时，甲球的速度大小为0.6m/s

C．刚分离时，乙球的速度大小为0.3m/s

D．爆炸过程中释放的能量为0.027J

13．如图所示，质量为M的小车静置于光滑水平地面上，小车上表面光滑，由圆弧和水平面组成，小车水平面离地面高度为h。现有一质量为m的小球自左端以水平速度冲上小车。关于小球此后的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A．小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再落回小车

B．小球从小车离开后，不可能向左做平抛运动

C．小球从小车离开后，可能做自由落体运动

D．小球从小车离开后，不可能向右做平抛运动

14．如图所示，一热气球正以竖直速度v匀速上升，当气球下面所系质量为m的物体距水平地面h高处时，绳子断裂，物体和气球分离。已知热气球与物体的总质量为M，分离后热气球所受浮力不变，重力加速度大小为g，不计空气阻力，以下判断正确的是（　　）

A．从分离开始，经过时间物体落地

B．物体刚到达地面时，热气球的速度大小为

C．物体从分离到落地的过程中，热气球所受合力的冲量大小为

D．物体刚到达地面时，热气球上升的高度为

15．如图所示，AB为粗糙的水平轨道，A、B两点相距x=40m，BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道，O是圆心，DOB在同一竖直线上，水平轨道与半圆轨道平滑连接水平轨道上A、B两点分别放有质量为m1和m2的甲、乙两物体（均可视为质点），甲物体与水平轨间的动摩擦因数为μ=0.5，甲物体以v0=25m/s的速度从A点向右运动，与静止在B点的乙物体发生弹性碰撞，碰撞后乙物体沿半圆轨道运动，并从最高点D飞出，落到水平地面上的P点，P、B两点相距d=4.8m，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）

A．甲物体运动到B点时的速度大小为12m/s

B．甲、乙两物体质量之比为m1∶m2=1∶3

C．乙物体沿半圆轨道运动到D时的速度大小为10m/s

D．甲、乙物体发生弹性碰撞后甲物体在水平轨道上滑动的距离为2.5m

二、填空题（共4题）

16．如图所示，质量为m2=10kg的滑块静止于光滑水平面上，一小球m1=5kg，以v1=10m/s的速度与滑块相碰后以2m/s的速率被弹回．碰撞前两滑块的总动能为________J，碰撞后两滑块的总动能为________J．说明这次碰撞是________．（填弹性碰撞或非弹性碰撞）

17．如图所示，在光滑的水平地面上有质量为、的两球，分别以速度、（>）运动，两球发生对心弹性碰撞，写出两球碰后速度___________、________。

18．如图所示，两个半径为R的光滑圆弧轨道AB、EF固定在地面上，一质量为m的小物体（可看成质点）从轨道的最高点A处由静止滑下，质量为m、长为R的小车静止在光滑的水平面CD上，小车平面与光滑圆弧轨道末端BE齐平。物体从轨道末端的B滑上小车，小车即向右运动，当小车右端与壁DE刚接触时，物体恰好滑到小车的右端且相对小车静止。重力加速度为g，则：

(1)物体从A处滑到B处时的速度大小为______；

(2)物体滑到小车右端时的速度大小为______；

小车与DE相碰后立即停止运动，但与DE不粘连，物体则继续滑上光滑轨道EF，以后又滑下来冲上小车。求：

(3)物体滑上EF轨道的最高点P相对于E点的高度h=______；

(4)水平面CD的长度L=______；

(5)当物体再从EF上滑下并滑上小车，如果小车与壁BC相碰后速度也立即变为零，最后物体停在小车上的Q点。则可知Q点距小车的右端距离为______。

19．把一质量为m=0.2kg的小球放在高度h=5.0m的直杆的顶端，如图所示，一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离s1=20m．求子弹落地处离杆的距离s2．

.

三、综合题（共4题）

20．如图所示，在光滑的水平冰面上放置一个光滑的曲面体，曲面体的右侧与冰面相切，一个坐在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上。已知小孩和冰车的总质量为m1=40kg，小球的质量为m2=10kg，曲面体的质量为m3=10kg。某时刻小孩将小球以v0=4m/s的水平速度向曲面体推出，推出后，小球沿曲面体上升（小球不会越过曲面体），求：

(1)推出小球后，小孩和冰车的速度大小v1；

(2)小球在曲面体上升的最大高度h。

21．如图，质量的长木板B置于粗糙的水平地面上，可看做质点的铁块A放置在木板的最左端，铁块A的质量。某时刻给铁块A一水平向右的初速度，同时对长木板B施加一水平向右的恒力，当两者共速时撤去恒力F，最终铁块A没有滑离木板B。已知A与与水平面之间的动摩擦因数分别为和，重力加速度。求：

（1）木板B的长度至少为多少；

（2）整个过程中A对B做的总功。

22．如图所示，质量mA=4kg的小车A以v0=6m/s的速度沿光滑水平面运动，小车左端固定的支架通过长l=0.4m。不可伸长的轻绳悬挂质量mB=2kg、可视为质点的小球B。某一时刻，小车A与静止在水平面上的质量mC=2kg的物块C发生碰撞，碰后粘在一起运动，碰撞时间极短，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。求：

(1)小车A和物块C碰撞后的速度v1的大小；

(2)小球B在运动过程中受到拉力的最大值Fm；

(3)小球B摆动的最大高度h。

23．如图所示，用轻弹簧拴接A、B两物块放在光滑的水平地面上，物块B的左侧与竖直墙面接触。物块C以速度v0= 6m/s向左运动，与物块A发生弹性碰撞，已知物块A、B、C的质量分别是mA = 3kg、mB = 2kg、mC = 1kg，弹簧始终在弹性限度内，求：

（1）物块B离开墙壁前和离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能之比；

（2）物块B离开墙壁后的最大速度。

参考答案：

1．B

2．A

3．B

4．A

5．A

6．B

7．A

8．A

9．C

10．C

11．A

12．D

13．C

14．D

15．D

16．     250；     190；     非弹性碰撞

17．         

18．                        

19．100m

20．(1)1m/s；(2)0.4m

21．（1）1m；（2）4J

22．(1)；(2)；(3)

23．（1）；（2）