高中物理第十六章动量守恒定律第4节碰撞课下作业新人教选修.docx

第4节 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，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v11.0107 m/s的速度与一个静止的未知核正碰，碰撞后质子以v16.0106 m/s的速度反向弹回，未知核以v24.0106 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1A2倍B3倍C4倍 D5倍解析：质子与未知核碰撞时两者动量守恒，m1v1m1v1m2v2，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OAOB。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mavambvb0，即papb由于下落过程是平抛运动，由图vavb，因此mamb，由Ek知EkaEkb，即C项正确，D项错误；由于vavb，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vavb，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M3 kg的薄板和质量为m1 kg的物块，都以v4 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2.4 m/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)Mvmv(Mm)v，v m/s2 m/s。共同运动速度的方向与薄板初速度的方向相同。在物块和薄板相互作用过程中，薄板一直做匀减速运动，而物块先沿负方向减速到速度为零，再沿正方向加速到2 m/s。当薄板速度为v12.4 m/s时，设物块的速度为v2，由动量守恒定律得：MvmvMv1mv2，即v2 m/s0.8 m/s。此时物块的速度方向沿正方向，故物块正做加速运动，A选项正确。答案：A5A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上。已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上，如图4所示。当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放时，B球的落地点距桌边距离为 () 图4A. B.xCx D.x解析：当用板挡住小球A而只释放B球时，根据能量守恒有：Epmv，根据平抛运动规律有：xv0t。当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放时，设A、B的速度分别为vA和vB，则根据动量守恒和能量守恒有：2mvAmvB0，Ep2mvmv，解得vBv0，B球的落地点距桌边距离为xvBtx，D选项正确。答案：D6质量为20 g的小球A以3 m/s的速度向东运动，某时刻和在同一直线上运动的小球B迎面正碰。B球质量为50 g，碰撞前的速度为2 m/s，方向向西。碰撞后，A球以1 m/s的速度向西返回，B球的速度大小为_，方向_。解析：A、B两球的正碰过程动量守恒，m1v1m2v2m1v1m2v2，设向东方向为正方向，则有：v13 m/s，v22 m/s，v11 m/s，代入上式，得v20.4 m/s。即碰后B球速度大小为0.4 m/s，方向向西。答案：0.4 m/s向西7如图5所示，一子弹击中一块用长为L的细绳拴接的木块，并与木块一起运动，问要使木块能在竖直平面内做完整的圆周运动，子弹的速度至少为_。(设子弹质量为m，木块质量为M，重力加速度为g)解析：子弹打击木块过程动量守恒，则mv0(mM)v1，木块与子弹 图5由最低点到最高点的过程机械能守恒：(mM)v(mM)v(mM)g2L，要做完整的圆周运动，则有(mM)g，联立解得：v0。答案：8质量为m11.0 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其xt(位移时间)图象如图6所示，则m2的质量为_kg，质量为m1的物体在碰撞过程中的动量变化量为_kgm/s。解析：(1)由图象可知，m1碰前速度v14 m/s，碰后的速度为v12 m/s，m2碰前速度v20，碰后的速度v22 m/s。 图6由动量守恒定律得：m1v1m2v2m1v1m2v2。代入数据解得：m23.0 kg。(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量的变化量是：p1m1v1m1v16 kgm/s。答案：3.069小球A和B的质量分别为mA和mB且mAmB，在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰，设所有碰撞都是弹性的，碰撞时间极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。解析：根据题意，由运动学规律可知，小球A与B碰撞前的速度大小相等，均设为v0，由机械能守恒有：mAgHmAv设小球A与B碰撞后的速度