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

第5课  弹性碰撞和非弹性碰撞

随堂练习

一、单选题

1．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球又叠放在一起，从高度为h处自由落下，且远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向．已知m2=3m1，则小球m1反弹后能达到的高度为（ ）

A．h B．2h C．3h D．4h

2．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为（     ）

A．10m/s B．5m/s C．6m/s D．12m/s

3．如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰．小球的质量分别为m1和m2．图乙为它们碰撞前后的S﹣t图象．已知m1=0.1kg，由此可以判断（    ）

①碰前m2静止，m1向右运动；

②碰后m2和m1都向右运动；

③由动量守恒可以算出m2=0.3kg；

④碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能；

以上判断正确的是（ ）

A．①③ B．①②③ C．①②④ D．③④

4．a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量pa=30kg·m/s，b球动量pb=0，碰撞过程中，a球的动量减少了20kg·m/s，则作用后b球的动量为（　　）

A．-20kg·m/s B．10kg·m/s

C．20kg·m/s D．30kg·m/s

5．一小船（不含游客）的质量为2m，以1m/s的速度匀速行驶.当质量为m的游客从船上以相对海岸4m/s的水平速度向前跳入水中后，船的速度为（不计水的阻力）（    ）

A．3.5m/s B．-1m/s C．3m/s D．-0.5m/s

6．a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量pa=30 kg·m/s，b球动量pb=0，碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，则作用后b球的动量为(     )

A．-20 kg·m/s B．10 kg·m/s

C．20 kg·m/s D．30 kg·m/s

7．车厢停在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹．设子弹质量为m，出口速度v，车厢和人的质量为M，则子弹陷入前车壁后，车厢的速度为（ ）

A．mv/M，向前 B．mv/M，向后

C．mv/（m M），向前 D．0

二、多选题

8．A、B两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，当A船上质量为的人以水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳回A船。设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B船上，则（　　）

A．A、B（包括人）速度大小之比为3：2

B．A、B（包括人）动量大小之比为3：2

C．A、B（包括人）动量之和为零

D．因跳跃次数未知，故以上答案均无法确定

9．在橄榄球比赛中，一个85kg的前锋队员以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65kg的队员，一个速度为2m/s，另一个速度为4m/s，然后他们就扭在了一起，则（   ）

A．碰撞后他们动量的方向仍向前

B．他们碰撞后的共同速度是0.2 m/s

C．这名前锋不能得分

D．这名前锋能得分

10．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量是7kg·/s，B球的动量是5kg·m/s，A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为（　　）

A．p'A=8kg·m/s，p'B=4kg·m/s B．p'A=6kg·m/s，p'B=6kg·m/s

C．p'A=5kg·m/s，p'B=7kg·m/s D．p'A=-2kg·m/s，p'B=14kg·m/s

参考答案

1．D

【解析】试题分析：下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，v=，m2碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选m1与m2碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后m1、m2速度大小分别为v1、v2，选向上方向为正方向，则：

m2v﹣m1v=m1v1+m2v2

由能量守恒定律得：（m1+m2）v2=+m2

且，m2=3m1

联立解得：

反弹后高度为：H=

故选D

2．A

【解析】取A球的速度方向为正方向，AB的总动量大小为：

根据动量守恒得：，解得：

A．10m/s．故A符合题意．   

B．5m/s．故B不符合题意．   

C．6m/s．故C不符合题意．   

D．12m/s．故D不符合题意．

3．A

【解析】A．由s−t(位移时间)图象的斜率得到，碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止；m1速度大小为v1=△s/△t=4m/s，方向只有向右才能与m2相撞，故①正确；

B．由图读出,碰后m2的速度为正方向,说明向右运动,m1的速度为负方向，说明向左运动，故②错误；

C．由图求出碰后m2和m1的速度分别为v′2=2m/s,v′1=−2m/s,根据动量守恒定律得

m1v1=m2v′2+m1v′1

代入解得,m2=0.3kg，故③正确；

D．碰撞过程中系统损失的机械能

④错误．

故选A。

4．C

【解析】碰撞过程中，a球的动量减少了20kg·m/s，故此时a球的动量是10kg·m/s，a、b两球碰撞前后总动量保持不变为30kg·m/s，则作用后b球的动量为20kg·m/s。

故选C。

5．D

【解析】把小船和人看成一个系统满足动量守恒：，代入数据解得：

v1=-0.5

负号表示运动方向向后．

A．3.5m/s．故A不符合题意．   

B．-1m/s．故B不符合题意．   

C．3m/s．故C不符合题意．   

D．-0.5m/s．故D符合题意．

6．C

【解析】碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，故此时a球的动量是10 kg·m/s，a、b两球碰撞前后总动量保持不变为30 kg·m/s，则作用后b球的动量为20 kg·m/s，C正确，ABD错误；

故选C．

7．D

【解析】

以车厢、人、子弹为系统，合外力为零，整个系统动量守恒，系统总动量为零，所以末态总动量也为零，即末态车厢速度为零，故选项D正确，ABC错误．

点睛：本题为考查动量守恒的基础问题，只要正确找出研究对象即可求得最后的速度．

8．AC

【解析】研究全程，动量守恒，由于最开始都静止，所以A、B（包括人）动量大小相等，方向相反，总动量为零，速度和质量成反比，所以A、B（包括人）速度大小之比为3：2，故AC正确，BD错误。

故选AC。

9．AD

【解析】以前锋速度方向为正方向，设撞后共同速度为v，碰撞过程动量守恒，根据动量守恒定律得： ，解得，所以他们碰撞后的共同速率为0.16m/s，方向与前锋方向相同，所以碰撞后他们动量的方向仍向前，能到达底线位置，这名前锋能得分，故AD正确，BC错误。

10．BC

【解析】碰撞前系统总动量

由题意，设，碰前总动能为

A．若p'A=8kg·m/s，p'B=4kg·m/s，系统动量守恒，但是碰撞后A的速度仍大于B，与实际不相符，选项A错误；

B．若p'A=6kg·m/s，p'B=6kg·m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能

是可能的，B正确；

C．若p'A=5kg·m/s，p'B=7kg·m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能

是可能的，C正确；

D．若p'A=-2kg·m/s，p'B=14kg·m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能

不可能，D错误。

故选BC。