《高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律 4 碰撞學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律 4 碰撞學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教選修3-5（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
碰撞
(建議用時(shí)：45分鐘)
[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]
1．下列關(guān)于碰撞的理解正確的是 ( )
A．碰撞是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí)，在極短時(shí)間內(nèi)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過(guò)程
B．在碰撞現(xiàn)象中，一般內(nèi)力都遠(yuǎn)大于外力，所以可以認(rèn)為碰撞時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
C．如果碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞
D．微觀粒子的相互作用由于不發(fā)生直接接觸，所以不能稱其為碰撞
E．微觀粒子的相互作用雖然不發(fā)生直接接觸，但仍稱其為碰撞
【解析】 碰撞是十分普遍的現(xiàn)象，它是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象．一般內(nèi)力都遠(yuǎn)大于外力．如果碰撞中機(jī)械能守恒，就叫做彈性碰撞．微觀粒子的相互作用同樣具有極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生顯著變化的特點(diǎn)，所以仍然是碰撞．
【答案】 ABE
2．在光滑水平面上，動(dòng)能為Ek0、動(dòng)量大小為p0的小鋼球1與靜止小鋼球2發(fā)生碰撞，碰撞前后球1的運(yùn)動(dòng)方向相反，將碰撞后球1的動(dòng)能和動(dòng)量的大小分別記為Ek1、p1，球2的動(dòng)能和動(dòng)量的大小分別記為Ek2、p2，則必有 ( )
A．Ek1
Ek0 D．p2>p0
E．p2＝p0
【解析】 兩個(gè)鋼球在相碰過(guò)程中同時(shí)遵守能量守恒和動(dòng)量守恒，由于外界沒有能量輸入，而碰撞中可能產(chǎn)生熱量，所以碰后的總動(dòng)能不會(huì)超過(guò)碰前的總動(dòng)能，即Ek1＋Ek2≤Ek0，A正確，C錯(cuò)誤；另外，A選項(xiàng)也可寫成＜，B正確；根據(jù)動(dòng)量守恒，設(shè)球1原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，有p2－p1＝p0，D正確E錯(cuò)誤．
【答案】 ABD
3．如圖16413，質(zhì)量相等的三個(gè)小球a、b、c在光滑的水平面上以相同的速率運(yùn)動(dòng)，它們分別與原來(lái)靜止的A、B、C三球發(fā)生碰撞，碰撞后a繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)，b靜止，c沿反方向彈回，則碰撞后A、B、C三球中動(dòng)量數(shù)值最大的是________．
圖16413
【解析】 在三小球發(fā)生碰撞的過(guò)程中，動(dòng)量都是守恒的，根據(jù)動(dòng)量守恒關(guān)系式：mv0＝mv＋Mv′，整理可得：Mv′＝mv0－mv，取初速度方向?yàn)檎较颍浑y得出C球的動(dòng)量數(shù)值是最大的．
【答案】 C球
4．如圖16414所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是________(圍繞速度來(lái)回答)．
圖16414
【解析】 當(dāng)B觸及彈簧后減速，而物體A加速，當(dāng)A、B兩物體速度相等時(shí)，A、B間距離最小，彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大．由能量守恒定律可知系統(tǒng)損失的動(dòng)能最多．
【答案】 A和B的速度相等時(shí)
5．現(xiàn)有甲、乙兩滑塊，質(zhì)量分別為3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生了碰撞．已知碰撞后，甲滑塊靜止不動(dòng)，那么這次碰撞是________碰撞．
【解析】 設(shè)碰撞后乙的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律可得：3mv－mv＝mv2可解得：v2＝2v，因碰撞前系統(tǒng)的動(dòng)能為Ek前＝3mv2＋mv2＝2mv2，碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)能為Ek后＝m(2v)2＝2mv2，由此可知，這次碰撞為彈性碰撞．
【答案】 彈性碰撞
6．一列火車共有n節(jié)車廂，各節(jié)車廂質(zhì)量相等，相鄰車廂間留有空隙，首端第一節(jié)車廂以速度v向第二節(jié)撞去，并連接在一起，然后再向第三節(jié)撞去，并又連接在一起，這樣依次撞下去，使n節(jié)車廂全部運(yùn)動(dòng)起來(lái)，那么最后火車的速度是________(鐵軌對(duì)車廂的摩擦不計(jì))．
【解析】 n節(jié)車廂的碰撞滿足動(dòng)量守恒，即mv＝nmv′
得最后火車的速度v′＝.
【答案】
7．在光滑水平面上有兩個(gè)相同的彈性小球A、B，質(zhì)量都為m，B球靜止，A球向B球運(yùn)動(dòng)，發(fā)生正碰．已知碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒，兩球壓縮最緊時(shí)彈性勢(shì)能為Ep，則碰前A球的速度為________．
【解析】 設(shè)碰前A球速度為v0，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv0＝2mv，則壓縮最緊(A、B有相同速度)時(shí)的速度v＝，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒有mv＝2m()2＋Ep，解得v0＝2.
【答案】 2
8．一個(gè)物體靜止于光滑水平面上，外面扣一質(zhì)量為M的盒子，如圖14415甲所示，現(xiàn)給盒子一初速度v0，此后，盒子運(yùn)動(dòng)的v－t圖象呈周期性變化，如圖16415乙所示，請(qǐng)據(jù)此求盒內(nèi)物體的質(zhì)量．
圖16415
【解析】 設(shè)物體的質(zhì)量為m，t0時(shí)刻受盒子碰撞獲得速度v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律Mv0＝mv
3t0時(shí)刻物體與盒子右壁碰撞使盒子速度又變?yōu)関0，說(shuō)明碰撞是彈性碰撞
則Mv＝mv2，解得m＝M.
【答案】 M
[能力提升]
9．如圖16416所示，質(zhì)量為M的小車原來(lái)靜止在光滑水平面上，小車A端固定一根輕彈簧，彈簧的另一端放置一質(zhì)量為m的物體C，小車底部光滑，開始時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)彈簧釋放后，物體C被彈出向B端運(yùn)動(dòng)，最后與B端粘在一起，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390012】
圖16416
A．物體離開彈簧時(shí)，小車向左運(yùn)動(dòng)
B．物體與B端粘在一起之前，小車的運(yùn)動(dòng)速率與物體C的運(yùn)動(dòng)速率之比為
C．物體與B端粘在一起后，小車靜止下來(lái)
D．物體與B端粘在一起后，小車向右運(yùn)動(dòng)
E．整個(gè)作用過(guò)程中，A、B、C及彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
【解析】 系統(tǒng)動(dòng)量守恒，物體C離開彈簧時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量向右，系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，所以小車的動(dòng)量方向向左，由動(dòng)量守恒定律有mv1－Mv2＝0，所以小車的運(yùn)動(dòng)速率v2與物體C的運(yùn)動(dòng)速率v1之比.當(dāng)物體C與B粘在一起后，由動(dòng)量守恒定律知，系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，即小車靜止．彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
【答案】 ABC
10．如圖16417所示，光滑水平地面上有一足夠長(zhǎng)的木板，左端放置可視為質(zhì)點(diǎn)的物體，其質(zhì)量為m1＝1 kg，木板與物體間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.二者以相同的初速度v0＝0.8 m/s一起向右運(yùn)動(dòng)，木板與豎直墻碰撞時(shí)間極短，且沒有機(jī)械能損失．g取10 m/s2.
(1)如果木板質(zhì)量m2＝3 kg，求物體相對(duì)木板滑動(dòng)的最大距離；
(2)如果木板質(zhì)量m2＝0.6 kg，求物體相對(duì)木板滑動(dòng)的最大距離.
【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390013】
圖16417
【解析】 (1)木板與豎直墻碰撞后，以原速率反彈，設(shè)向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律
m2v0－m1v0＝(m1＋m2)v
v＝0.4 m/s，方向向左，不會(huì)與豎直墻再次碰撞．
由能量守恒定律
(m1＋m2)v＝(m1＋m2)v2＋μm1gs1
解得s1＝0.96 m.
(2)木板與豎直墻碰撞后，以原速率反彈，由動(dòng)量守恒定律
m2v0－m1v0＝(m1＋m2)v′
v′＝－0.2 m/s，方向向右，將與豎直墻再次碰撞，最后木板停在豎直墻處
由能量守恒定律
(m1＋m2)v＝μm1gs2
解得s2＝0.512 m.
【答案】 (1)0.96 m (2)0.512 m
11．(2016全國(guó)丙卷)如圖16418所示，水平地面上有兩個(gè)靜止的小物塊a和b，其連線與墻垂直；a和b相距l(xiāng)，b與墻之間也相距l(xiāng)；a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為m.兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同．現(xiàn)使a以初速度v0向右滑動(dòng)．此后a與b發(fā)生彈性碰撞，但b沒有與墻發(fā)生碰撞．重力加速度大小為g.求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足的條件．
圖16418
【解析】 設(shè)物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若要物塊a、b能夠發(fā)生碰撞，應(yīng)有
mv>μmgl①
即μ<②
設(shè)在a、b發(fā)生彈性碰撞前的瞬間，a的速度大小為v1.由能量守恒有
mv＝mv＋μmgl③
設(shè)在a、b碰撞后的瞬間，a、b的速度大小分別為v1′、v2′，由動(dòng)量守恒和能量守恒有
mv1＝mv1′＋mv2′④
mv＝mv′＋v′⑤
聯(lián)立④⑤式解得v2′＝v1⑥
由題意知，b沒有與墻發(fā)生碰撞，由功能關(guān)系可知
v′≤μmgl⑦
聯(lián)立③⑥⑦式，可得
μ≥⑧
聯(lián)立②⑧式，a與b發(fā)生彈性碰撞，但b沒有與墻發(fā)生碰撞的條件
≤μ<⑨
【答案】 ≤μ<
高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律 4 碰撞學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教選修3-5
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享，僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流，未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán)，請(qǐng)勿作他用。
鏈接地址：http://m.italysoccerbets.com/p-11976092.html