2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册同步课时作业 （5）弹性碰撞和非弹性碰撞

1、2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册同步课时作业 （5）弹性碰撞和非弹性碰撞1.一颗水平飞来的子弹射入一个原来悬挂在天花板下静止的沙袋并留在其中和沙袋一起上摆，关于子弹与沙袋组成的系统，下列说法正确的是( )A.子弹射入沙袋的过程中系统动量和机械能都守恒B.子弹射入沙袋的过程中系统动量和机械能都不守恒C.共同上摆阶段动量守恒，机械能不守恒D.共同上摆阶段动量不守恒，机械能守恒2.某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移-时间图像。图中的线段分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块、和它们发生正碰后结合体的位移变化关系。已知相互作用时间

2、极短，由图象给出的信息可知( )A.碰前滑块与滑块速度大小之比为7:2B.碰前滑块的动量大小比滑块的动量大小大C.碰前滑块的动能比滑块的动能小D.滑块的质量是滑块的质量的3.秦山核电站是我国第一座核电站，其三期工程采用重水反应堆技术，利用中子()与静止氖核()的多次碰撞，使中子减速。已知中子某次碰撞前的动能为E，碰撞可视为弹性正碰。经过该次碰撞后，中子损失的动能为( )A.B.C.D.4.如图所示，小球A、B均静止在光滑水平面上。现给A球一个向右的初速度，之后与B球发生对心碰撞。下列关于碰后情况，说法正确的是（ ）A.碰后小球A、B一定共速B.若A、B球发生完全非弹性碰撞，A球质量等于B球质量

3、， A球将静止C.若A、B球发生弹性碰撞，A球质量小于B球质量，无论A球初速度大小是多少，A球都将反弹D.若A、B球发生弹性碰撞，A球质量足够大，B球质量足够小，则碰后B球的速度可以是A球的3倍5.三块相同的木块，自同一高度由静止开始下落，其中B在开始下落时被一个水平飞来的子弹击中并嵌入其中，木块C在下落一半高度时被水平飞来的一子弹击中并嵌入其中，若三个木块下落到地面的时间分别为，则( )A.B.C.D.6.如图所示,在光滑的水平面上,质量为的小球A以速率向右运动。在小球的前方O点处有一质量为的小球B处于静止状态,Q点处为一竖直的墙壁。小球A与小球B发生弹性碰撞后两小球均向右运动,小球B与墙壁

4、碰撞后原速率返回,并与小球A在P点相遇,则两小球的质量之比为( )A.5:7B.4:3C.2:1D.5:37.两滑块沿光滑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.已知滑块a的质量为80g,则下列判断正确的是( )A.碰撞前滑块的运动方向相同B.碰撞后滑块b的速度大小是0.75m/sC.滑块b的质量为110gD.碰撞前后滑块组成的系统损失的动能为1.4J8.在一光滑水平面上，一动能为、质量为m的小球甲与质量为的静止小球乙发生弹性碰撞，下列说法正确的是( )A.碰撞前小球甲的速度大小为B.碰撞过程中小球甲损失的动能为C.碰撞过程中小球甲受到的合力冲量大小

5、为D.碰撞过程中小球乙动量的变化量大小为9.如图所示是质量为M=1.5kg的小球A和质量为m=0.5kg的小球B在光滑水平面上做对心碰撞前后画出的位移x-时间t图象，由图可知（ ）A两个小球在碰撞前后动量不守恒B碰撞过程中，B损失的动能是3JC碰撞前后，A的动能不变D这两个小球的碰撞是弹性的10.在冰壶比赛中，球员手持毛刷擦刷冰面，可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图（a）所示，蓝壶静止在圆形区域内，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生正碰若碰撞前后两壶的图像如图（b）所示。关于冰壶的运动，下列说法正确的是( )A.两壶发生了弹性碰撞B.蓝壶运动了停下C.撞后两壶相距的最远距离为D.碰撞后蓝壶

6、的加速度大小为11.在质量为M的小车上挂有一单摆，摆球的质量为，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，如图所示。碰撞的时间极短，在碰撞过程中，下列情况可能发生的是( )A.小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足B.小车、木块、摆球的速度都发生变化分别为，满足C.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和，满足D.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为，满足12.如图所示，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数为。现让甲物块以速度向着静止的乙物块运动并发生正碰，已知碰撞时间极短。（1）求甲与乙第一次碰撞

7、过程中甲与乙组成的系统的最小动能；（2）若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，则在第一次碰撞中甲与乙组成的系统损失了多少机械能？答案以及解析1.答案：D解析：子弹和沙袋组成的系统，在子弹射入沙袋的过程中，子弹和沙袋在水平方向的动量守恒，但机械能不守恒，共同上摆过程中动量不守恒，机械能守恒，选项D正确。2.答案：D解析：根据图象的斜率等于速度，可知碰前滑块I速度为，滑块的速度为，则碰前速度大小之比为，故A错误；碰撞前后系统动量守恒，碰撞前，滑块I的动量为负，滑块的动量为正，由于碰撞后总动量为正，故碰撞前总动量也为正，故碰撞前滑块I的动量大小小于滑块的动量大小，故B错误；碰撞后的共同速度为，根

8、据动量守恒定律，有，解得，由动能的表达式可知，故C错误，D正确。3.答案：B解析：质量数为1的中子与质量数为2的氟核发生弹性碰撞，满足动能守恒和动量守恒，设中子的初速度为，碰撞后中子和氘核的速度分别为和，可列式：。解得，即动能减小为原来的，动能损失量为。4.答案：C解析：A. 碰后小球A. B可能共速，发生完全非弹性碰撞，也可能不共速，故A错误；B. 若A. B球发生完全非弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律得：共可知：，A球一定运动，故B错误；C. 若A. B球发生弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律得：根据动能守恒得：联立解得：, ,若,则，A球将反弹，故C正确；D. 若A. B球

9、发生弹性碰撞,若,由得：，则碰后B球的速度最大是A球的2倍，故D错误。5.答案：C解析：木块A做自由落体运动，木块B被子弹击中做平抛运动，木块C在子弹击中瞬间竖直方向动量守恒，对C有，即，故，选项C正确。6.答案：D解析：设小球碰撞后的速度分别为,由于两球发生弹性碰撞,则球组成的系统满足动量守恒和机械能守恒,以向右为正方向,则根据动量守恒定律有,由机械能守恒定律有,又水平面光滑,则两球运动过程不受摩擦力,设两球两次碰撞的时间间隔为t,根据运动学公式和几何关系有,联立解得,D正确。7.答案：D解析：由图象的斜率表示速度,可知碰撞前滑块的运动方向相反,选项A错误;碰撞后,滑块b的速度,速度大小为1

10、m/s,选项B错误;碰撞前,滑块a的速度,b的速度,碰后a的速度是零.两滑块碰撞过程中系统动守恒,由动量守恒定律可得,解得,选项C错误;碰撞前后滑块组成的系统损失的动能为,解得,选项D正确.8.答案：ABC解析：由动能公式可知，碰撞前小球甲的速度大小，A项正确；设小球甲碰撞前的动量为，由动能与动量的关系，有，碰撞前小球甲的动量，碰撞后小球甲的动量为p，小球乙的动量为，由弹性碰撞遵循动量守恒定律和碰撞前后动能不变，可得，小球甲损失的动能，联立解得，故B项正确；碰撞过程中小球乙动量变化，D项错误；由，可知碰撞过程中小球甲动量变化量的大小等于小球乙动量变化量的大小，即，由动量定理可得，碰撞过程中小球

11、甲受到的合力冲量大小为，C项正确。9.答案：BD解析：A、根据xt图象的斜率等于速度，可知：A球的初速度为，B球的初的速度为碰撞后A球的速度为，碰撞后B球的速度为碰撞前总动量为，碰撞后总动量为，故两个小球在碰撞前后动量守恒故A错误BC、碰撞过程中，B球的动能变化量为即损失3J，故B正确C、碰撞前A的动能为0，碰撞后A的动能大于零，故C错误D、A球动能增加量为，则知碰撞前后系统的总动能不变，此碰撞是弹性碰撞，故D正确10.答案：CD解析：A项：设碰后蓝壶的速度为v，碰前红壶的速度为，碰后红壶的速度为，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，由动量守恒可得：，解得：，碰撞前两壶的总动能为，碰撞后两壶的总动

12、能为，所以两壶碰撞为非弹性碰撞，故A错误；B项：由碰前红壶的速度图象可知，红壶的加速度大小为：，所以蓝壶静止的时刻为：，所以蓝壶运动了3s停下来，故B错误；C项：速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，则碰后两壶相距的最远距离为：，故C正确；D项：碰后蓝壶的加速度为：，故D正确。故选：CD。11.答案：CD解析：由于小车与木块发生碰撞的时间极短，碰撞时仅小车与木块间发生相互作用，使小车与木块的动量发生变化，而在这极短时间内，摆球在水平方向并没有通过绳发生相互作用，所以小车与木块碰后瞬间，摆球仍保持原来的速度而未来得及变化，仅小车与木块由于相互作用，各自动量发生改变，所以选项AB错误。以小车（不包括摆球）和木块为系统，碰撞前后动量守恒，但小车与木块碰后可能分离，也可能结合在一起，故选项CD正确。