【全优课堂】2016高考物理总复习 第6章 第2课时 弹性碰撞和非弹性碰撞课时作业（含解析）.doc

‎【全优课堂】2016高考物理总复习 第6章 第2课时 弹性碰撞和非弹性碰撞课时作业 一、单项选择题 ‎1．在光滑水平面上，动能为E0、动量大小为p0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞，碰撞后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量大小分别记为E2、p2，则不可能有(　　)‎ A．E1＜E0 B．p1＜p0‎ C．E2＜E0 D．p2＜p0‎ ‎【答案】D ‎【解析】球1与球2碰后动能的关系E0≥E1＋E2，所以E1＜E0，E2＜E0；碰后球1的速度大小v1＜v0，对于球1其动量大小有p1＜p0，由碰后球1运动方向相反可得p2＞p0，故选D．‎ ‎2.质量为m的物块甲以‎3 m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m的物体乙以‎4 m/s 的速度与甲相向运动，如图1所示，则(　　)‎ 图1‎ A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，动量不守恒 B．当两物块相距最近时，甲物块的速度为零 C．当甲物块的速度为‎1 m/s时，乙物块的速率可能为‎2 m/s，也可能为0‎ D．甲物块的速度可能达到‎5 m/s ‎【答案】C ‎【解析】由于弹簧是轻质的，甲、乙在水平方向上除相互作用外不受其他力，故水平方向上二者组成的系统动量守恒，A错；当甲、乙相距最近时应有v甲＝v乙，故由动量守恒有mv乙－mv甲＝2mv(其中以物体乙的初速度方向为正)，代入数据有v＝0.5 m/s，B错；又二者作用过程中，总机械能也守恒，当二者分离时甲获得最大速度，则由动量守恒和能量守恒有 解之得vm＝v乙＝4 m/s，v′＝v甲＝3 m/s，故D错；当甲物块的速度为向左的1 m/s时，由动量守恒可求得乙的速率为2 m/s.当甲物块的速度为向右的1 m/s，同样可求得乙的速率为0，故C对．‎ ‎3．如图2所示，在光滑的水平面上，有一质量M＝‎3 kg的薄板和一质量m＝‎‎1 kg 6‎ ‎ 的物块朝相反方向运动，初速度大小都为v＝‎4 m/s，它们之间有摩擦．当薄板的速度大小为‎2.4 m/s时，物块的运动情况是(　　)‎ 图2‎ A．做加速运动 B．做减速运动 C．做匀速运动 D．以上运动都有可能 ‎【答案】A ‎【解析】根据系统的动量守恒定律得：当m的速度为零时，M的速度为2.67 m/s，此前m向右减速运动，M向左减速运动，此后m将向左加速度运动，M继续向左减速运动；当两者速度达到相同时，即速度均为2 m/s时，两者相对静止，一起向左匀速直线运动．由此可知当M的速度为2.4 m/s时，m处于向左加速运动的过程中，A对．‎ 二、双项选择题 ‎4．在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车和单摆一起以恒定的速度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，碰撞的时间极短，在此碰撞瞬间，下列说法中可能发生的是(　　)‎ A．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足(M＋m0)v＝Mv1＋mv2＋m0v3‎ B．摆球的速度不变，小车和木块的速度分别为v1和v2，满足Mv＝Mv1＋mv2‎ C．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v1，满足Mv＝(M＋m)v1‎ D．小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2‎ ‎【答案】BC ‎【解析】由于碰撞时间极短，故摆球可认为不参与碰撞过程，故摆球的动量保持不变，故A、D错；小车与木块碰撞过程遵守动量守恒，可能碰后分开，即B；也可能碰后合在一起，即C．‎ ‎5．(2015·广州测试)如图3所示，光滑的水平面上，质量为m1的小球以速度v与质量为m2的静止小球正碰，碰后两小球的速度大小都为v，方向相反，则两小球质量之比m1∶m2和碰撞前后动能变化量之比ΔEk1∶ΔEk2为(　　)‎ 图3‎ A．m1∶m2＝1∶3 B．m1∶m2＝1∶1‎ C．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶3 D．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶1‎ ‎【答案】AD 6‎ 碰撞后m1小球被反弹，由动量守恒定律得 m1v＝m1(－)＋m2 解得m1∶m2＝1∶3，所以A正确．‎ ΔEk1＝m1v2－m1(－)2＝ ΔEk2＝m2()2＝＝ ΔEk1∶ΔEk2＝1∶1，故D正确．‎ 三、非选择题 ‎6．如图4所示，甲车质量为m1＝‎2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为m＝‎1 kg的小物体，乙车质量为m2＝‎4 kg，以v0＝‎5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞后，甲车获得v1＝‎8 m/s的速度，物体滑到乙车上．若乙车足够长，其上表面与物体间的动摩擦因数为μ＝0.2，求：‎ 图4‎ ‎(1)甲、乙两车碰后瞬间乙车的速度；‎ ‎(2)物体在乙车表面上滑行多长时间相对乙车静止(取g＝‎10 m/s2)?‎ ‎【答案】(1)1 m/s　向左　(2)0.4 s ‎【解析】(1)乙车与甲车碰撞过程中，小物体仍保持静止，甲、乙组成的系统动量守恒，选择乙车前进的方向为正方向，有：m2v0＝m2v2＋m1v1‎ 解得乙车的速度为：v2＝1 m/s，方向仍向左．‎ ‎(2)小物体m在乙上滑至两者有共同速度过程中动量守恒：m2v2＝(m2＋m)v 解得：v＝0.8 m/s 小物体m匀加速直线运动，应用牛顿第二定律得：a＝μg 故滑行时间t＝＝＝0.4 s ‎7．(2015·广东十校联考)如图5所示，半径为R的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，另一端点C为轨道的最低点，过C点的轨道切线水平．C点右侧的光滑水平面上紧挨C点放置一质量为m，长为3R的木板，上表面与C点等高，木板右端固定一弹性挡板(即小物块与挡板碰撞时无机械能损失)．质量为m的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝ 的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．已知物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.5.试求：‎ 6‎ 图5‎ ‎(1)物块经过轨道上B点时的速度大小；‎ ‎(2)物块经过轨道上C点时对轨道的压力；‎ ‎(3)木板能获得的最大速度．‎ ‎【答案】(1)2　(2)8mg ‎(3) ‎【解析】(1)vB＝＝2.‎ ‎(2)物块从B到C由机械能守恒有 mgR(1＋sin θ)＝mv－mv 得：vC＝ N－mg＝m 得：N＝8 mg.‎ ‎(3)假设物块与弹性挡板相碰前与木块已相对静止，则二者共速时木块速度最大，设物块与木板相对静止时的速度为v共，则mvC＝2mv共 μmgs相对＝mv－×2mv 由以上两式得：s相对＝3.5 R，说明木板不够长，故物块与挡板碰后瞬间木板速度最大．‎ 设碰后瞬间物块与木板的速度分别为v1、v2，则 mvC＝mv1＋mv2‎ μmg·3R＝mv－(mv＋mv)‎ 由以上两式得：v2＝ v1＝ 由于v1