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时练习

弹性碰撞和非弹性碰撞

1．斯诺克运动深受年轻人的喜爱，如图所示，选手将质量为m的A球以速度v与质量为m静止的B球发生弹性碰撞，碰撞后B球的速度为(　A　)

A．v B．2v

C．0.5v D．0.2v

解析：两球发生弹性碰撞，则碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv＝mvA＋mvB，由机械能守恒定律得：mv2＝mv＋mv，解得：vA＝0，vB＝v；选项A正确。

2．(2020·山东省济南市高二下学期三校联考)如图所示，在光滑的水平面上有一质量为0.2 kg的小球以5.0 m/s的速度向前运动，与质量为3.0 kg的静止木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度是v木＝1 m/s，则(　B　)

A．v木＝1 m/s这一假设是合理的，碰撞后球的速度为v球＝－10 m/s

B．v木＝1 m/s这一假设是不合理的，因而这种情况不可能发生

C．v木＝1 m/s这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来

D．v木＝1 m/s这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，v球的大小不能确定

解析：假设这一过程可以实现，根据动量守恒定律得m1v＝m1v1＋m2v木，代入数据解得v1＝－10 m/s，则这一过程不可能发生，因为碰撞后的机械能增加了。

3．(2020·北京市西城区高二下学期期末)2022年第24届冬季奥运会将在北京和张家口举行。冰壶运动是冬季运动项目之一，深受观众喜爱。图1为中国运动员在训练时投掷冰壶的镜头。冰壶的一次投掷过程可以简化为如图2所示的模型：在水平冰面上，运动员将冰壶甲推到A点放手，冰壶甲以速度v0从A点沿直线ABC滑行，之后与对方静止在B点的冰壶乙发生正碰。已知两冰壶的质量均为

m，冰面与两冰壶间的动摩擦因数均为μ，AB＝L，重力加速度为g，冰壶可视为质点。不计空气阻力。

(1)求冰壶甲滑行到B点时的速度大小v；

(2)若忽略两冰壶发生碰撞时的能量损失。请通过计算，分析说明碰后两冰壶最终停止的位置将如图3所示：甲停在B点，乙停在B右侧某点D。

(3)在实际情景中，两冰壶发生碰撞时有一定的能量损失。如果考虑了它们碰撞时的能量损失，请你在图4中画出甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置。

答案：(1)v＝　(2)见解析　(3)见解析

解析：(1)以甲冰壶为研究对象，从A到B，根据动能定理－μmg·L＝mv2－mv，解得v＝，

(2)以甲、乙两冰壶为研究对象，设碰后瞬间它们的速度分别为v甲和v乙，根据动量守恒定律mv＝mv甲＋mv乙

根据能量守恒定律mv2＝mv＋mv，

联立解得v甲＝0，v乙＝v

即碰后甲停在B点，乙以速度v向前做匀减速直线运动，最后停在D点。

(3)甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置如图所示，甲、乙停在BD之间，甲在B点右侧，乙在D点左侧。