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1、【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()AE1E0 Bp1p0CE2E0 Dp2p0【答案】D【解析】球1与球2碰后动能的关系E0E1E2,所以E1E0,E2E0;碰后球1的速度大小v1v0,对于球1其动量大小有p1p0,由碰后球1运动方向相反可得p2p0,故选D2.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
2、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1A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0D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v0.5 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
3、动量守恒和能量守恒有解之得vmv乙4 m/s,vv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M3 kg的薄板和一质量m1 kg 的物块朝相反方向运动,初速度大小都为v4 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2A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
4、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(Mm0)vMv1mv2m0v3B摆球的速度不变,小车和木块的速度分别为v1和v2,满足MvMv1mv2C摆球的速度不变,小车和木块的速度
5、都变为v1,满足Mv(Mm)v1D小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2,满足(Mm0)v(Mm0)v1mv2【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C5(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m1m2和碰撞前后动能变化量之比Ek1Ek2为()图3Am1m213 Bm1m211CEk1Ek213 DEk1Ek211【答案】AD碰撞后m1小球被
6、反弹,由动量守恒定律得m1vm1()m2解得m1m213,所以A正确Ek1m1v2m1()2Ek2m2()2Ek1Ek211,故D正确三、非选择题6如图4所示,甲车质量为m12 kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为m1 kg的小物体,乙车质量为m24 kg,以v05 m/s的速度向左运动,与甲车碰撞后,甲车获得v18 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g10 m/s2)?【答案】(1)1 m/s向左(2)0.4 s【解析】(1)乙车与甲车
7、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:m2v0m2v2m1v1解得乙车的速度为:v21 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(m2m)v解得:v0.8 m/s小物体m匀加速直线运动,应用牛顿第二定律得:ag故滑行时间t0.4 s7(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
8、(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0.5.试求: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)vB2.(2)物块从B到C由机械能守恒有mgR(1sin )mvmv得:vCNmgm得:N8 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mvC2mv共mgs相对mv2mv由以上两式得:s相对3
9、.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mvCmv1mv2mg3Rmv(mvmv)由以上两式得:v2v1由于v1v2,故为碰后速度,即木板的最大速度8. (2014广东五校联考)如图6所示,在水平桌面上有两个静止的物块A和B(均可视为质点),质量均为m0.2 kg,桌子处于方向斜向右上方与水平方向成45角、电场强度E10 N/C的匀强电场中物块A带正电,电荷量q0.1 C,A与桌面间的动摩擦因数0.2,物块B是绝缘体,不带电,桌面离地面的高度h5 m,开始时,A、B相距L2 m,B在桌子的边缘,在电场力作用下,A开始向右运动,并与
10、B发生碰撞,碰撞中无能量损失,A、B间无电荷转移,g取10 m/s2.求:图6(1)A经过多长时间与B相碰;(2)A、B落地点之间的水平距离【答案】(1)1 s(2)1 m【解析】(1)选取A为研究对象,其受力情况如图所示:根据牛顿第二定律:Eqcos 45fmaAA物体在竖直方向受力平衡:FNEqsin 45mgfFN设A经过时间t与B发生碰撞,由运动学公式有:LaAt2由式得t1 s.(2)A与B碰撞前一瞬间,A的速度vAaAt碰撞过程中动量与能量均守恒,设碰后A、B的速度分别为vA、vB,由动量守恒定律和机械能守恒定律得mvAmvAmvBmvmvA2mvB2由式得:vA0vB4 m/s碰后,B做平抛运动,其水平位移sBvBtBtB碰后,A在空中的受力情况如图所示,A在竖直方向做匀加速直线运动,设加速度为aAy,在水平方向做匀加速直线运动,设加速度为aAxaAyaAxA的水平位移sAaAxthaAyts|sBsA|联立以上各式得:s1 m