2018-2019学年高二物理人教版选修3-5课时训练4 碰撞 Word版含解析
物理人教版选修3-5：(3) 碰 撞 同步配套练习Word版含解析
课时跟踪检测（三）碰撞1．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是() A．若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不同，碰后两球都静止解析：选A若两球质量相等，碰前两球总动量为零，碰后总动量也应该为零，由此分析可得A可能、B不可能。
若两球质量不同，碰前两球总动量不为零，碰后总动量也不能为零，D不可能。
若两球质量不同且碰后以某一相等速率分开，则总动量方向与质量较大的球的动量方向相同，与碰前总动量方向相反，C不可能。
2．关于散射，下列说法正确的是()A．散射就是乱反射，毫无规律可言B．散射中没有对心碰撞C．散射时仍遵守动量守恒定律D．散射时不遵守动量守恒定律解析：选C由于散射也是碰撞，所以散射过程中动量守恒。
3.如图1所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()图1A．A和B都向左运动B．A和B都向右运动C．A静止，B向右运动D．A向左运动，B向右运动解析：选D选向右为正方向，则A的动量p A＝m·2v0＝2m v0。
B的动量p B＝－2m v0。
碰前A、B的动量之和为零，根据动量守恒，碰后A、B的动量之和也应为零，可知四个选项中只有选项D符合题意。
4.A、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移—时间图像如图2所示。
由图可知，物体A、B的质量之比为()图2A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．3∶1解析：选C 由图像知：碰前v A ＝4 m/s ，v B ＝0。
碰后v A ′＝v B ′＝1 m/s ，由动量守恒可知m A v A ＋0＝m A v A ′＋m B v B ′，解得m B ＝3m A 。
(最新)2019学年高中物理： 第十六章 动量守恒定律 4 碰撞课堂演练 选修3-5(含答案)(精品).doc
4 碰撞1．两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止．则可以推断( )A．碰撞前两个球的动量一定相等B．两个球的质量一定相等C．碰撞前两个球的速度一定相等D．碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反解析：两球碰撞过程动量守恒，由于碰撞后两球都静止，总动量为零，故碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反，A错误，D正确；两球的质量是否相等不确定，故碰撞前两个球的速度是否相等也不确定，B、C错误．答案：D2.(多选)质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图所示，由图有以下说法中正确的是( )A．碰撞前两物体质量与速度的乘积相同B．质量m1等于质量m2C．碰撞后两物体一起做匀速直线运动D．碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反解析：由题图可知，m1和m2碰前都做匀速直线运动，但运动方向相反，碰后两物体位置不变，即处于静止，所以碰后速度都为零，故AC错误，D正确；又由图线夹角均为θ，故碰前速度大小相等，可得m1等于m2，B也正确．答案：BD3.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示．具有动能E0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为( )A．E0 B.2E03C.E03D.E09解析：碰撞中动量守恒mv0＝3mv1，得v1＝v03，①E0＝12mv20，②E′k＝12×3mv21.③由①②③得E′k＝12×3m⎝⎛⎭⎪⎫v032＝13×⎝⎛⎭⎪⎫12mv20＝E03，故C正确．答案：C4．(多选)两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是m A＝4 kg，m B＝2 kg，A的速度v A＝3 m/s(设为正)，B的速度v B＝－3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为( )A．均为＋1 m/s B．＋4 m/s和－5 m/sC．＋2 m/s和－1 m/s D．－1 m/s和＋5 m/s解析：由动量守恒，可验证四个选项都满足要求．再看动能变化情况：E k 前＝12m A v 2A ＋12m B v 2B ＝27 J E k 后＝12m A v A ′2＋12m B v B ′2 由于碰撞过程中总动量不可能增加，所以应有E k 前≥E k 后，据此可排除B ；选项C 虽满足E k 前≥E k 后，但A 、B 沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此C 选项错误；验证A 、D 均满足E k 前≥E k 后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A 、D.答案：AD[A 级 抓基础]1.如图所示，木块A和B质量均为2 kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4 m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹簧势能大小为( )A．4 J B．8 JC．16 J D．32 J解析：A与B碰撞过程动量守恒，有m A v A＝(m A＋m B)v AB，所以v AB＝v A2＝2 m/s，当弹簧被压缩到最短时，A、B的动能完全转化成弹簧的弹性势能，所以E p＝12(m A＋m B)v2AB＝8 J.答案：B2.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1小球以速度v0射向它们，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能值是( )A．v1＝v2＝v3＝13v0B．v1＝0，v2＝v3＝12v0C．v1＝0，v2＝v3＝12v0D．v1＝v2＝0，v3＝v0解析：两个质量相等的小球发生弹性正碰，碰撞过程中动量守恒，动能守恒，碰撞后将交换速度，故D项正确．答案：D3．冰壶运动深受观众喜爱，图1为2014年2月第22届索契冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2.若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是图中的哪幅图( )图1 图2A BC D解析：两球碰撞过程动量守恒，两球发生正碰，由动量守恒定律可知，碰撞前后系统动量不变，两冰壶的动量方向即速度方向不会偏离甲原来的方向，由图示可知，A图示情况是不可能的，故A错误；如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，最终两冰壶的位置如图B所示，故B 正确；两冰壶碰撞后，甲的速度不可能大于乙的速度，碰后乙在前，甲在后，如图C所示是不可能的，故C错误；碰撞过程机械能不可能增大，两冰壶质量相等，碰撞后甲的速度不可能大于乙的速度，碰撞后甲的位移不可能大于乙的位移，故D错误；故选B.答案：B4．(多选)质量为1 kg 的小球以4 m/s 的速度与质量为2 kg 的静止小球正碰，关于碰后的速度v 1′和v 2′，下面哪些是可能正确的( )A ．v 1′＝v 2′＝43m/s B ．v 1′＝3 m/s ，v 2′＝0.5 m/sC ．v 1′＝1 m/s ，v 2′＝3 m/sD ．v 1′＝－1 m/s ，v 2′＝2.5 m/s解析：由碰撞前、后总动量守恒m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′和能量不增加E k ≥E k1′＋E k2′验证A 、B 、D 三项皆有可能；但B 项碰后后面小球的速度大于前面小球的速度，会发生第二次碰撞，不符合实际，所以A 、D 两项有可能．答案：AD5.(多选)质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v ，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()A.12mv 2 B.12mMm ＋M v 2 C.12N μmgL D ．N μmgL解析：根据动量守恒，小物块和箱子的共同速度v ′＝mv M＋m ，损失的动能ΔE k＝12mv2－12(M＋m)v′2＝12mMm＋Mv2，所以B正确；根据能量守恒，损失的动能等于因摩擦产生的热量，而计算热量的方法是摩擦力乘以相对位移，所以ΔE k ＝fNL＝NμmgL，可见D正确．答案：BDB级提能力6．在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前)，已知碰前两球的动量分别为p A＝12 kg·m/s、p B＝13 kg·m/s，碰后它们动量的变化分别为Δp A、Δp B.下列数值可能正确的是( )A．Δp A＝－3 kg·m/s、Δp B＝3 kg·m/sB．Δp A＝3 kg·m/s、Δp B＝－3 kg·m/sC．Δp A＝－24 kg·m/s、Δp B＝24 kg·m/sD．Δp A＝24 kg·m/s、Δp B＝－24 kg·m/s解析：对于碰撞问题要遵循三个规律：动量守恒定律、碰后系统的机械能不增加和碰撞过程要符合实际情况．本题属于追及碰撞，碰前，后面运动小球的速度一定要大于前面运动小球的速度(否则无法实现碰撞)，碰后，前面小球的动量增大，后面小球的动量减小，减小量等于增大量，所以Δp A＜0，Δp B＞0，并且Δp A＝－Δp B，据此可排除选项B、D；若Δp A＝－24 kg·m/s、Δp B＝24 kg·m/s，碰后两球的动量分别为p′A＝－12 kg·m/s、p′B＝37 kg·m/s，根据关系式E k＝p2 2m可知，A小球的质量和动量大小不变，动能不变，而B小球的质量不变，但动量增大，所以B小球的动能增大，这样系统的机械能比碰前增大了，选项C可以排除；经检验，选项A满足碰撞所遵循的三个原则，本题答案为A.答案：A7.如图所示，有两个质量都为m的小球A和B(大小不计)，A球用细绳吊起，细绳长度等于悬点距地面的高度，B球静止放于悬点正下方的地面上．现将A球拉到距地面高度为h处由静止释放，摆动到最低点与B球碰撞后粘在一起共同上摆，则：(1)它们一起上升的最大高度为多大？(2)碰撞中损失的机械能是多少？解析：(1)A球由静止释放到最低点的过程做的是圆周运动，应用动能定理可求出末速度，即mgh＝12mv21，所以v1＝2gh，A球对B球碰撞满足动量守恒mv1＝(m＋m)v2，所以v2＝12v1＝2gh2；对A、B粘在一起共同上摆的过程应用机械能守恒，1 2(m＋m)v22＝(m＋m)gh′，解得h′＝h4.(2)ΔE＝12mv21－12×2mv22＝12mgh.答案：(1)h4(2)12mgh8．如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生碰撞，碰后B、C的速度相同，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A 滑上C后恰好能到达C板的右端．已知A、B的质量相等，C的质量为A的质量的2倍，木板C长为L，重力加速度为g.求：(1)A物体的最终速度；(2)A物体与木板C上表面间的动摩擦因数．解析：(1)设A、B的质量为m，则C的质量为2m，B、C碰撞过程中动量守恒，令B、C碰后的共同速度为v1，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝3mv1，解得：v1＝v03，B、C共速后A以v0的速度滑上C，A滑上C后，B、C脱离A、C相互作用过程中动量守恒，设最终A、C的共同速度v2，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0＋2mv1＝3mv2，解得v2＝5v0 9.(2)在A、C相互作用过程中，由能量守恒定律，得fL＝12mv20＋12·2mv21－12·3mv22，又f＝μmg，解得μ＝4v2027gL.答案：(1)5v09(2)4v2027gL9．如图所示，光滑半圆形轨道MNP竖直固定在水平面上，静止MP垂直于水平面，轨道半径R＝0.5 m，质量为m1的小球A静止与轨道最低点M，质量为m2的小球B用长度为2R的细线悬挂于轨道最高点P.现将小球B向左拉起，使细线水平，以竖直向下的速度v0＝4 m/s释放小球B，小球B与小球A碰后粘在一起恰能沿半圆形轨道运动到P 点，两球可视为质点，g＝10 m/s2，试求：(1)B球与A球碰撞前的速度大小；(2)A、B两球的质量之比m1∶m2.解析：(1)B球下摆过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：12m2v20＋m2g·2R＝12m2v21，解得：v1＝6 m/s；(2)两球恰好到达P点，由牛顿第二定律得：(m1＋m2)g＝(m1＋m2)v2PR，解得：v P＝ 5 m/s，两球从M到P过程中，由动能定理得：12(m1＋m2)v2p－12(m1＋m2)v22＝－(m1＋m2)g·2R，解得：v2＝5 m/s；两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，以B球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m2v1＝(m1＋m2)v2，解得：m1m2＝15.答案：(1)v1＝6 m/s (2)m1m2＝1510.如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m.P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L.物体P置于P1的最右端，质量为2m，且可看作质点．P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短．碰撞后P1与P2粘连在一起．P 压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)．P 与P2之间的动摩擦因数为μ.求：(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能E p.解析：(1)P1、P2碰撞过程，由动量守恒定律：mv0＝2mv1.①解得：v1＝v02，方向水平向右②对P1、P2、P系统，由动量守恒定律：mv0＋2mv0＝4mv2.③解得：v2＝34v0，方向水平向右．④(2)当弹簧压缩至最大时，P1、P2、P三者具有共同速度v2，由动量守恒定律：mv0＋2mv0＝4mv2.⑤对系统由能量守恒定律：2μmg×2(L＋x)＝12×2mv20＋12×2mv21－12×4mv22⑥解得：x＝v2032μg－L.⑦最大弹性势能：E p＝12×2mv20＋12×2mv21－12×4mv22－2μmg(L＋x)．⑧解得：E p＝116mv20.答案：(1)v1＝v02，方向水平向右v2＝34v0，方向水平向右(2)x＝v2032μg－L，E p＝116mv20.。
高中人教版高二选修3-5第十六章第4节碰撞课时练习[答案解析]
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人教版高二选修3-5第十六章第4节碰撞课时练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是（ ）A ．若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开B ．若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行C ．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D ．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行2．如图所示，在质量为M 的小车中挂着一个单摆，摆球的质量为0m ，小车（含单摆）以恒定的速度u 沿光滑的水平面运动，与位于正对面的质量为m 的静止木块发生碰撞，碰撞时间极短，在此碰撞进行的过程中过程中，下列说法可能正确的是（ ）A ．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为1v 、2v 、3v ，满足：()01203M m u Mv mv m v +=++B ．摆球的速度不变，小车和木块的速度变为1v 和2v ，满足12Mu Mv mv =+C ．摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v ，满足：()M Mu m v =+D ．小车和摆球的速度都变为1v ，木块的速度为2v ，满足：()()0012M m u M m v mv +=++3．在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是( )A ．甲球停下，乙球反向运动B ．甲球反向运动，乙球停下C ．甲、乙两球都反向运动D ．甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等4．在两个物体碰撞前后，下列说法中可以成立的是（ ）A ．作用后的总机械能比作用前小，但总动量守恒B ．作用前后总动量均为零，但总动能不变C ．作用前后总动能为零，而总动量不为零D ．作用前后总动量守恒，但两物体的动量变化量的总和不为零5．质量为M 的物块以速度v 运动，与质量为m 的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量M 与m 的比值可能为( )A ．2B ．3C ．4D ．56．质量为1kg 的小球以4m ／s 的速度与质量为2kg 的静止小球正碰，关于碰后的速度v 1’和v 2’，下面哪些是可能正确的（ ）A ．124/3v m s v ''== B ．123/,0.5/v m s v m s ''== C ．121/,3/v m s v m s ''== D ．121/, 2.5/v m s v m s ''=-= 7．如图（a ）所示，光滑平台上，物体A 以初速度0v 滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的摩擦不计；（b ）图为物体A 与小车B 的v t -图像，由此可计算出（ ）A ．小车上表面长度B ．物体A 与小车B 的质量之比C ．物体A 与小车B 上表面之间的动摩擦因数D ．小车B 获得的动能二、单选题8．一中子与一质量数为A （A ＞1）的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（ ）A ．11A A +-B ．11A A -+C ．24(1)A A +D ．22(1)(1)A A +- 9．质量为13kg m =，速度为12m /s v =的小球与质量为21kg m =速度为24m /s v =-的小球发生正碰，以下表示小球发生弹性碰撞的一组速度是（ ）A ．11m /s v '=-，25m /s v '=B ．12m /s v '=-，25m /s v '= C ．11m /s v '=，25m /s v '= D ．10.5m /s v '=，20.5m /s v '= 10．水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等．碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的A ．30%B ．50%C ．70%D ．90%11．甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是P 甲=5kg·m/s ，P 乙=7kg·m/s ，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为P 乙'=10kg·m/s ，则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是（ ）A ．m 甲=m 乙B ．m 乙=2m 甲C ．m 乙=4m 甲D ．m 乙=6m 甲12．两球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，m A =1kg ，m B =2kg ，v A =6m/s ，v B =2m/s 。
2018-2019学年度人教版选修3-5-16.4碰撞作业(4)
2017-2018学年度人教版选修3-5� 16.4碰撞作业（4）1．在水平公路上，一辆装满货物的卡车以某一速度匀速行驶，由于司机疲劳驾驶，与一辆停在公路上的轿车相撞，撞击时卡车上有部分货物飞出，撞击后两车共同滑行了距离后停下。
则（）A. 撞击过程可应用动量守恒B. 撞击过程可应用机械能守恒C. 飞出的货物质量越大，滑行距离s越大D. 飞出的货物质量越大，滑行距离s越小2．两滑块α、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞，碰撞前后两者的位置x随时间t变化的图象如图所示，已知α的质量为80g，则下列判断正确的是A. 碰撞前滑块α、b的运动方向相同B. 碰撞后滑块b的速度大小是0.75m/sC. 滑块的质量为100gD. 碰撞前后滑块α、b组成的系统损失的动能为1.4J3．质量为M的1/4圆弧槽A静止在光滑的水平面上，质量为m的小球B以速度v0水平向右冲上槽的表面，升至最高后又从槽上滑下，此过程中（）A. 小球B和槽A分离时的速度方向可能向右B. 小球B和槽A分离时的速度可能为零C. 小球BD. 小球B和槽A组成的系统机械能守恒，动量也守恒4．在光滑水平面上，一质量为m的小球1以速度与静止的小球2发生正碰，碰后小球1、2的速度大小均为。
小球2的质量可能是（）A. mB. 2mC. 3mD. 4m5．在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图(a)所示，碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面来减小阻力，碰撞前后两壶运动的v-t图线如图(b)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量均为19 kg，则A. 碰后蓝壶速度为0.8m／sB. 碰后蓝壶移动的距离为2.4mC. 碰撞过程两壶损失的动能为7.22JD. 碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比为5：46．水平地面上有两个物体在同一直线上运动，两物体碰撞前后的速度一时间图象如图所示（其中一个物体碰后速度变为0）。
下列说法正确的是A. t = 0时，两物体的距离为1 mB. t = 2.5 s时，两物体的距离为4.5 mC. 两物体间的碰撞为完全弹性碰撞D. 碰撞前，地面对两个物体的摩擦力大小不相等7．如图，动摩擦因数为μ的水平面上有两个物体A、B，质量均为m，相距L。
人教版高中物理选修3-5检测：课时训练4 碰撞+Word版含答案
课时训练4碰撞题组一常见的碰撞类型1.关于碰撞的理解正确的是()A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中,一般内力都远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的动能守恒C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫作非弹性碰撞D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触,所以不能称其为碰撞解析:碰撞是十分普遍的现象,它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象。
一般内力远大于外力。
如果碰撞中机械能守恒,就叫作弹性碰撞。
微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点,所以仍然是碰撞。
答案:A2.(多选)关于非弹性碰撞,下列说法正确的是()A.非弹性碰撞中能量不守恒B.非弹性碰撞是相对弹性碰撞来说的C.非弹性碰撞的动能一定减少D.非弹性碰撞的动能可能增加解析:在非弹性碰撞中,机械能不守恒,但能量仍是守恒的,碰撞过程中会有一部分动能转化为其他形式的能量,故动能会减少。
答案:BC题组二弹性碰撞3.(多选)如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左拉开一小角度后释放。
若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是()A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置解析:由于两球发生弹性碰撞,故系统动量、机械能均守恒,则mv=3mv b+mv a①,mv2=×3m②,由两式联立解得v a=-v,v b=v,故选项A正确;由前面求得速度可知第一次碰后p a=-mv,p b=mv,故选项B错误;由于第一次碰后,|v a|=|v b|,根据机械能守恒可知两球可到达相同高度即摆角相同,选项C错误;因两球摆长相同,根据T=2π知,两球同时到达各自平衡位置发生第二次碰撞,选项D 正确。
答案:AD4.(多选)质量为m0、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ,初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。
2018学年高二物理选修3-5第04课时 碰撞 含解析
第04课时碰撞参考答案及解析
一、选择题
【答案】
1.C
【解析】由p2＝2mEk知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断C正确．
【答案】
2.C
【解析】碰撞后尽可能多的动能转化为内能，也就是在碰撞过程中损失的机械能尽可能多，在完全非弹性碰撞中，碰撞后两粒子粘在一起时，粒子损失的机械能最多．而在碰撞过程中遵循动量守恒定律可知，碰撞前系统的总动量为零则碰撞后系统的总动量亦为零，所以本题关键是设法使这两个重离子在碰撞前瞬间具有大小相等方向相反的动量，这样可以保证碰撞后粒子的动能最小，C正确．
绝密★启用前
人教版选修3-5第十六章动量守恒定律
第04课时碰撞
第Ⅰ部分选择题
一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是()
A．甲、乙两球都沿乙球的运动方向
B．甲球反向运动，乙球停下
4.如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是()
A．vA′＝－2 m/s，vB′＝6 m/s
________．
10.一质量为m1的入射粒子与一质量为m2的静止粒子发生正碰，实验中测出了碰撞后第二个粒子的速度为v2，求第一个粒子原来速度v0大小的可能范围为________。
11.质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为50 cm/s和100 cm/s.
高中物理人教版选修3-5练习：第十六章 第4节 碰撞 课下作业 含解析
B．若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行解析：光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前、后两小球组成的系统总动量守恒。
A项，碰撞前两球总动量为零，碰撞后也为零，动量守恒，所以A项是可能的。
B项，若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前为零，所以B项不可能。
C项，碰撞前、后系统的总动量的方向不同，所以动量不守恒，C项不可能。
D项，碰撞前总动量不为零，碰后也不为零，方向可能相同，所以D项是可能的。
答案：AD2．如图1甲所示，一质子以v1＝1.0×107 m/s的速度与一个静止的未知核正碰，碰撞后质子以v1′＝6.0×106 m/s的速度反向弹回，未知核以v2′＝4.0×106 m/s的速度向右运动，如图1乙所示。
则未知核的质量约为质子质量的( )图1A．2倍B．3倍C．4倍D．5倍解析：质子与未知核碰撞时两者动量守恒，m1v1＝－m1v1′＋m2v2′，得＝＝＝4倍，故C正确。
答案：C3．如图2所示，水平面上O点的正上方有一个静止物体P，炸成两块a、b水平飞出，分别落在A点和B点，且OA＞OB。
若爆炸时间极短，空气阻力不计，则( )图2A．落地时a的速度大于b的速度B．落地时a的速度小于b的速度C．爆炸过程中a增加的动能大于b增加的动能D．爆炸过程中a增加的动能小于b增加的动能解析：P爆炸而成两块a、b过程中在水平方向动量守恒，则mava －mbvb＝0，即pa＝pb由于下落过程是平抛运动，由图va＞vb，因此ma＜mb，由Ek＝知Eka＞Ekb，即C项正确，D项错误；由于va＞vb，而下落过程中两块在竖直方向的速度增量为gt是相等的，因此落地时仍有va′＞vb′，即A项正确，B项错误。
答案：AC4．如图3所示，在光滑水平面上，有一质量为M＝3 kg的薄板和质量为m＝1 kg的物块，都以v＝4 m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是 ( ) 图3A．做加速运动B．做减速运动C．做匀速运动D．以上运动都可能解析：薄板足够长，则最终物块和薄板达到共同速度v′，由动量守恒定律得(取薄板运动方向为正方向)Mv－mv＝(M＋m)v′，v′＝＝ m/s＝2 m/s。
全国通用高中物理第十六章动量守恒定律第4节碰撞课时作业新人教版选修3-5(2021年整理)
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第十六章第四节碰撞基础夯实一、选择题（1～3题为单选题，4、5题为多选题）1．关于散射,下列说法正确的是（ C ）A．散射就是乱反射，毫无规律可言B．散射中没有对心碰撞C．散射时仍遵守动量守恒定律D．散射时不遵守动量守恒定律解析：由于散射也是碰撞，所以散射过程中动量守恒。
2．(宜昌市葛州坝中学2015～2016学年高二下学期期中）一中子与一质量数为A(A>1）的原子核发生弹性正碰。
若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( A ）A．错误!B．错误!C．错误!D．错误!解析：设中子质量为m,则原子核质量为Am,由mv＝mv1＋Amv2,错误!mv2＝错误!mv错误!＋错误!Amv错误!,得v1＝错误!v所以错误!＝错误!，A正确.3．在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0射向它们,如图所示，设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是( D ）A．v1＝v2＝v3＝13vB．v1＝0，v2＝v3＝错误!v0C．v1＝0，v2＝v3＝错误!v0D．v1＝v2＝0，v3＝v0解析：由题设条件，三个小球在碰撞过程中总动量和总动能守恒，若各球质量均为m,则碰撞前系统总动量为mv0,总动能应为错误!mv错误!。
人教版高中物理选修3-5教学案：第十六章 第4节 碰 撞含答案
第4节碰__撞1．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞，如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。
2．两小球碰撞前后的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。
3．微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”，这样的碰撞又叫散射。
一、碰撞的分类1．从能量角度分类(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒。
(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒。
(3)完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大。
2．从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动。
(2)斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动。
二、弹性碰撞特例1．两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则碰后两球速度分别为v1′＝m1－m2m1＋m2v1，v2′＝2m1m1＋m2v1。
2．若m1＝m2的两球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则v1′＝0，v2′＝v1，即两者碰后交换速度。
3．若m1≪m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝－v1，v2′＝0。
表明m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止。
4．若m1≫m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1。
表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去。
三、散射1．定义微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞。
2．散射方向由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。
1．自主思考——判一判(1)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起，因而不满足动量守恒定律。
(×)(2)速度不同的两小球碰撞后粘在一起，碰撞过程中没有能量损失。
人教版高二物理选修3-5第十六章 16.4碰撞跟踪训练(word版有答案)
人教版物理选修3-5 16.4碰撞跟踪训练一、不定项选择题（下列题目选型中有一个或多个选项是满足题意的）1．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是（）A．若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行2．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较( )A．子弹对滑块做功一样多B．子弹对滑块做的功不一样多C．系统产生的热量一样多D．系统产生的热量不一样多3．如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触。
现将摆球a向左拉开一小角度后释放。
若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是（）A．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等B．第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等C．第一次碰撞后，两球的最大摆角相同D．第一次碰撞后的瞬间，两球的动能大小相等4．如图，半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球自由落体后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为34h，则( )A．小球和小车组成的系统动量守恒B．小车向左运动的最大距离为1 2 RC．小球离开小车后做竖直上抛运动D．小球第二次能上升的最大高度13 24 h h h<<5．质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的19，那么碰撞后B球的速度大小可能是（）A．13v B．23v C．49v D．89v6．质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是（）A．M、m0、m速度均发生变化，分别为v1、v2、v3，而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3 B．m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，而且满足Mv=Mv1+mv2C．m0的速度不变，M和m的速度都变为v′，且满足Mv=(M+m)v′D．M、m0、m速度均发生变化，M、m0速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(M+m)v0= (M+m)v1+mv27．游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s，乙同学和他的车的总质量为200 kg ，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25 m/s ，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向) ( )A ．1 m/sB ．0.5 m/sC ．－1 m/sD ．－0.5 m/s8．质量为m 1=1kg 和m 2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其 x t - (位移—时间)图象如图所示,则可知碰撞属于( )A ．非弹性碰撞B ．弹性碰撞C ．完全非弹性碰撞D ．条件不足,不能确定9．甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是P 甲=5kg·m/s，P 乙=7kg·m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为P 乙'=10kg·m/s，则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是（ ）A ．m 甲=m 乙B ．m 乙=2m 甲C ．m 乙=4m 甲D ．m 乙=6m 甲10．一中子与一质量数为A （A>1）的原子核发生弹性正碰。
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课时训练4碰撞
题组一常见的碰撞类型
1.关于碰撞的理解正确的是()
A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程
B.在碰撞现象中,一般内力都远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的动能守恒
C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫作非弹性碰撞
D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触,所以不能称其为碰撞
解析:碰撞是十分普遍的现象,它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象。
一般内力远大于外力。
如果碰撞中机械能守恒,就叫作弹性碰撞。
微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点,所以仍然是碰撞。
答案:A
2.(多选)关于非弹性碰撞,下列说法正确的是()
A.非弹性碰撞中能量不守恒
B.非弹性碰撞是相对弹性碰撞来说的
C.非弹性碰撞的动能一定减少
D.非弹性碰撞的动能可能增加
解析:在非弹性碰撞中,机械能不守恒,但能量仍是守恒的,碰撞过程中会有一部分动能转化为其他形式的能量,故动能会减少。
答案:BC
题组二弹性碰撞
3.(多选)
如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左拉开一小角度后释放。
若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是()
A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等
B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等
C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同
D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置
解析:由于两球发生弹性碰撞,故系统动量、机械能均守恒,则mv=3mv b+mv a①,mv2=×3m
②,由两式联立解得v a=-v,v b=v,故选项A正确;由前面求得速度可知第一次碰后p a=-
mv,p b=mv,故选项B错误;由于第一次碰后,|v a|=|v b|,根据机械能守恒可知两球可到达相同高度即摆
角相同,选项C错误;因两球摆长相同,根据T=2π知,两球同时到达各自平衡位置发生第二次碰撞,
选项D正确。
答案:AD
4.
(多选)质量为m0、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ,初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。
现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止。
设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为()
A.mv2
B.
C.nμmgl
D.nμmgl
解析:设系统损失的动能为ΔE,根据题意可知,整个过程中小物块和箱子构成的系统满足动量守恒和能量守恒,则有mv=(m0+m)v t(①式)、mv2=(m0+m)+ΔE(②式),由①②联立解得ΔE=v2,可
知选项A错误,B正确;又由于小物块与箱子壁碰撞为弹性碰撞,则损耗的能量全部用于摩擦生热,即ΔE=nμmgl,选项C错误,D正确。
答案:BD
5.
在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速率v0向右运动。
在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态,如图所示。
小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动。
小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ=1.5PO。
假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比。
解析:从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A和B的速度大小保持不变,根据它们通过的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4∶1
两球碰撞过程有m1v0=m1v1+m2v2
m1m1m2
解得=2。
答案:2
题组三非弹性碰撞及能量变化
6.
如图所示,有一质量为m的物体B静止在光滑水平面上,另一质量也为m的物体A以初速度v0匀速向B运动,两物体相撞后粘在一起运动,试求碰撞中产生的内能。
解析:两物体动量守恒mv0=2mv,解得v=。
碰撞产生的内能等于系统损失的动能
Q=ΔE=-2×。
答案:
7.
如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。
B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。
设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。
假设B和C碰撞过程时间极短。
求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,
(1)整个系统损失的机械能;
(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
解析:(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时,对A、B与弹簧组成的系统,由动量守恒定律得mv0=2mv1①此时B与C发生完全非弹性碰撞,设碰撞后的瞬时速度为v2,损失的机械能为ΔE,对B、C组成的系统,由动量守恒和能量守恒定律得
mv1=2mv2②=ΔE+(2m)③联立①②③式得ΔE=。
④
(2)由②式可知v2<v1,A将继续压缩弹簧,直至A、B、C三者速度相同,设此速度为v3,此时弹簧被压缩至最短,其弹性势能为E p。
由动量守恒和能量守恒定律得mv0=3mv3⑤
-ΔE=(3m)+E p⑥
联立④⑤⑥式得E p=。
⑦答案:(1)(2)
8.。