高中物理碰撞习题

1、高中物理碰撞习题弹性碰撞练习精选 班 姓名 卢瑟福（诺贝尔物理奖得主）在一篇文章中写道:可以预言,当粒子与氢原子相碰时，可使之迅速运动起来。按正碰撞考虑很容易证明，氢原子速度可达粒子碰撞前速度的.倍，即占入射粒子能量的64。试证明此结论（碰撞是完全弹性的,且粒子质量接近氢原子质量的四倍）。2.一质量为钢球静止在质量为铁箱的光滑底面上,如图示。cd长l,铁箱与地面间无摩擦。铁箱被加速至时开始做匀速直线运动。后来箱壁与钢球发生弹性碰撞。问碰后再经过多长时间钢球与b壁相碰。3.在一铅直面内有一光滑的轨道,轨道左边是光滑弧线,右边是足够长的水平直线。现有质量分别为a和的两个质点,b在水平轨道上静止，a

2、在高h处自静止滑下,与b发生弹性碰撞,碰后a仍可返回到弧线的某一高度上，并再度滑下。求a,至少发生两次碰撞的条件。4.如图所示，半径为r的光滑圆形轨道固定在竖直平面内.小球a、质量分别为m、m（为待定系数）.a球从左边与圆心等高处由静止下滑,与静止于轨道最低点的b球相撞,碰撞后a、球能达到的最大高度均为,碰撞中无机械能损失重力加速度为g。试求：()待定系数;（2)第一次碰撞刚结束时小球a、各自的速度和b球对轨道的压力；（3)小球、b在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球a、b在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。（06年高考重庆卷第5题，0分)abor.某兴趣小组设计了一种实

3、验装置，用来研究碰撞问题,其模型如题2图所示用完全相同的轻绳将n个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、3n,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为k（k.将1号球向左拉起,然后由静止释放,使其与号球碰撞,2号球再与3号球碰撞所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力，忽略绳的伸长，取0 m/s2)。(1)设与n1号球碰撞前,n号球的速度为vn，求+1号球碰撞后的速度。（2)若n=5,在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高6（16h小于绳长)问值为多少？(3)第(2）问的条件下,悬挂哪个球的绳最容易断，为什么?(年高考重

4、庆卷第25题，0分)试题精选讲评主讲：杨得发 校对：高双1讲解：设粒子的质量为，氢原子的质量为;粒子的初速度为,氢原子的初速度为零。正碰后，粒子的速度为,氢原子的速度为。由动量守恒和动能守恒可得：-解得:-入射粒子的能量:氢原子碰后的能量:则:-原命题得证。点评：请务必牢记弹性碰撞的双守恒方程(动量守恒和动能守恒)和双结论(，)。2讲解:箱壁a与钢球发生弹性碰撞，动量守恒、动能守恒: -解得：- -设箱向前运动s米后，钢球再次与箱壁bd相碰,则有：-解得：-点评:若，你会求解吗？3.解：下滑的过程只有重力做功,机械能守恒: -解得:-与b发生完全弹性碰撞，研究对象为a和b组成的系统，动量守恒、

5、动能守恒: -解得:- -a返回某高度又滑下,仍满足机械能守恒,返回后的速度仍为,且其大小-只要就能再碰,即:-解得：。点评：机械能守恒的条件是：只有重力、弹簧的弹力作功。动量守恒的条件是：系统不受外力或所受外力之和为零。.（0年高考重庆卷第题,20分）讲解：(）由于碰撞中无机械能损失，根据机械能守恒有:-解得：=。()由于碰撞后a、b球能达到的最大高度均为,且碰撞中无机械能损失,所以第一次碰撞刚结束时小球a一定反向运动.设碰前小球的速度大小为v,以水平向右为正方向，第一次碰撞刚结束时小球a、b的速度大小分别为、碰前:-碰后:-碰撞作用瞬间系统动量守恒:-解得:(小球a速度方向向左,小球b速度

6、方向向右）轨道对b球的支持力n由牛顿第二定律得：-解得：n=.5mg所以球对轨道的压力n/=n=4.,方向竖直向下,作用点在轨道上。（）根据机械能守恒，小球、b在轨道最低处第二次碰撞前的速度大小仍为、,只是小球的速度方向向右，小球的速度方向向左.设它们第二次碰后的速度大小分别为、,由动量守恒： -根据能量守恒：-解得:，=(另一组解不合题意,舍去)即小球a、b在轨道最低处第二次碰撞刚结束时,小球a的速度大小为,方向水平向左，小球b静止小球a、b在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度为：当n为奇数时,碰撞刚结束时各自的速度和第一次碰撞结束时相同;当n为偶数时,碰撞刚结束时各自的速度和第二次碰撞

7、结束时相同.点评:本题考查的知识点:弹性碰撞;动量守恒定律；机械能守恒定律;动能守恒定律；竖直平面圆周运动最低点的向心力；用牛顿第二定律处理圆周运动的问题.本题也可用:(弹性碰撞动量守恒）,（弹性碰撞动能守恒)结合解得:，求解。同学们学习时应达到本题的难题要求,否则高考物理就不能取得好成绩。5.(07年高考重庆卷第25题,2分)讲解:（1）设1号小球质量为，则2号小球的质量为,3号小球的质量为，第号小球质量为,第号小球的质量为。由动量守恒定律可得： 由动能守恒可得： 解得：(2)设号球摆至最低点的速度为，5号球碰后在最低点的速度为,由机械能守恒定律可得： 解得: 所以：由可得：-由、可得：解得:（3）设绳长为l，每个小球在最低点时，细绳对球的拉力为f,由牛顿第二定律可得： 解得：式中表示第号球在最低点的动能。由题意可知,1号球的重力最大，又由机械能守恒定律可知1号球在最低点时动能也最大,所以1号球摆到最低点时细绳的张力最大,故悬挂1号球的绳最容易断。点评:本题考查的知识点：动量守恒定律：(