高中物理 16.4 碰撞课后课时精练 新人教版选修3-5

16.4 碰撞课后课时精练

1．下列关于碰撞和爆炸的说法，正确的是( ) A．非对心碰撞的动量一定不守恒 B．能量守恒的碰撞叫弹性碰撞 C．非弹性碰撞的能量不守恒

D．当两物体质量相等时，碰撞后速度互换

E．爆炸过程相互作用时间很短，内力远大于外力，系统总动量守恒 F．微观粒子的碰撞不直接接触，动量不守恒

解析：对心碰撞只是说明是一维碰撞，非对心碰撞动量依然守恒，A错，所有碰撞能量均守恒，B、C错，只有两质量相等的物体发生完全弹性碰撞时，速度才能互换，D错，由动量守恒的特点可知，F错。 答案：E

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2．如图甲所示，一质子以v1＝1.0×10 m/s的速度与一个静止的未知核正碰，碰撞后质子

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以v1′＝6.0×10 m/s的速度反向弹回，未知核以v2′＝4.0×10 m/s的速度向右运动，如图乙所示。则未知核的质量约为质子质量的( )

A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍

解析：质子与未知核碰撞时两者动量守恒，m1v1＝－m1v1′＋m2v2′，

m2v1＋v1′1.0×107＋6.0×106得＝＝＝4倍， 6m1v2′4.0×10

故C正确。 答案：C

3．如图所示，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OA>OB。若爆炸时间极短，空气阻力不计，则( )

1

A．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爆炸前后，系统在水平方向动量守恒，则mava－mbvb＝0，即pa＝pb由于下落过程是

p2

平抛运动，由图va>vb，因此maEkb，即C项正确，D项错误；由于va>vb，

2m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va′>vb′，即A项正确，B项错误。 答案：AC

4．在光滑的水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能发生的是( )

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沿球心连线碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前、后两小球的系统总动量守恒。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。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。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。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：AD

5．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图所示，以下说法中正确的是( )

A．碰撞前两物体动量相同 B．质量m1等于质量m2

C．碰撞后两物体一起做匀速直线运动 D．碰撞前两物体动量大小相等、方向相反

解析：由图线的斜率可知，两物体碰撞前速度大小相等，方向相反，而碰后速度都为零，设两物体碰撞前速度为v1、v2，系统碰撞前后动量守恒，所以m1v1＝m2v2，则m1＝m2，故B、D正确。 答案：BD

6．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞。已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是( ) A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，无法确定

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解析：由动量守恒定律得：3mv－mv＝0＋mv′， 所以v′＝2v。

11222

碰前总动能：Ek＝3mv＋mv＝2mv

22

122

碰后总动能：Ek′＝mv′＝2mv，Ek＝Ek′，所以A对。

2

答案：A

7．如图甲所示，一物体静置于光滑的水平面上，外面扣一质量为M的盒子。现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的v－t图象呈周期性变化，如图乙所示，请据此求出盒内物体的质量。

解析：设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律得： Mv0＝mv

3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明物体速度变为零，且碰撞是弹性碰撞，由机械能守恒定律： 1212Mv0＝mv 22联立解得m＝M。 答案：M

8．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg·m/s，则( )

A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5 B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10 C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5 D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10 解析：由A球动量增量为－4 kg·m/s，则B球动量增量为4 kg·m/s，所以pA′＝2 kg·m/s，pB′＝10 kg·m/s，又由于mB＝2mA，所以碰后vA∶vB＝2∶5，由于A球速度减小，B球速度增加，可知左方是A球。 答案：A

3

1

9．质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M4的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则( ) A．小球以后将向左做平抛运动 B．小球将做自由落体运动 12

C．此过程小球对小车做的功为Mv0

2

v20

D．小球在弧形槽上上升的最大高度为 2g解析：小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v′，由动量守恒定律和机械能守恒定律有：Mv0＝2Mv′① 121

Mv0＝2×(Mv′2)＋Mgh② 22

v20

联立①②得h＝，知D错误；

4g从小球滚上到滚下并离开小车，系统在水平方向上的动量守恒，由于无摩擦力做功，机械能守恒，此过程类似于弹性碰撞，作用后两者交换速度，即小球速度变为零，开始做自由落体运动，故B、C对，A错。 答案：BC

10．质量相等的A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出并落到距桌边水平距离为s的地面上，如图所示。若再次以相同量压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边为( ) A. 2C. s

sB.2s D.2s 2

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