2020_2021学年新教材高中物理课时评价4弹性碰撞与非弹性碰撞自然界中的守恒定律含解析粤教版选择性必修第一册20210626126.doc

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1、弹性碰撞与非弹性碰撞自然界中的守恒定律(30分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每题5分，共30分)1(多选)在两个物体碰撞前后，下列说法中可以成立的是()A作用后的总机械能比作用前小，但总动量守恒B作用前后总动量均为零，但总动能守恒C作用前后总动能为零，而总动量不为零D作用前后总动量守恒，而系统内各物体的动量增量的总和不为零【解析】选A、B。选项A为非弹性碰撞，成立；选项B为完全非弹性碰撞，成立；总动能为零时，其总动量一定为零，故选项C不成立；总动量守恒，则系统内各物体动量增量的总和不为零的话，系统一定受到合外力作用，选项D不成立。2.在光滑的水平面上有A、B两球，其质量分别为mA、mB，

2、两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度时间图像如图所示，下列关系式正确的是()AmAmBBmAmBCmAmB D无法判断【解析】选B。由题图知，A球以初速度与原来静止的B球碰撞，碰后A球反弹且速度小于初速度，根据碰撞规律知，A球质量小于B球质量。3.如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的力F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知mAM，第一次碰撞后，A与C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能与B发生碰撞；如果mM，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右运动，A不可能与B发生碰撞；所以只需考虑mM的情况。第一次碰撞后，A反向运动与B发生碰撞

3、。设与B发生碰撞后，A的速度为vA2，B的速度为vB1，同样有vA2vA1()2v0根据题意，要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有vA2vC1联立式得m24mMM20解得m(2)M另一解m(2)M舍去。所以，m和M应满足的条件为(2)MmM答案：(2)MmM13.(12分)(2021梅州高二检测)如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一小滑块B，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为。若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，求：(1)此时盒的速度大小；(2)这个过程中滑块相对于盒运动的路程。【解析】(1)

4、设滑块质量为m，则盒子的质量为2m，滑块与盒的最终速度为v共。对整个过程，由动量守恒定律可得：mv3mv共解得v共(2)设这个过程中滑块相对盒运动的路程为x。由能量关系可知：mgxmv23m()2解得x答案：(1)(2)14(8分)如图，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m。开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0。一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。求：(1)B的质量；(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失。【解析】(1)以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同

5、速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB(2)从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得mv0(mmB)v设碰撞过程A、B系统机械能的损失为E，则Em()2mB(2v)2(mmB)v2联立式得Emv答案：(1)(2)mv【加固训练】如图，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m且可看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起。P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始

6、终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为。求：(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。【解析】(1)对P1、P2组成的系统，由动量守恒定律得mv02mv1解得v1对P1、P2、P组成的系统，由动量守恒定律得2mv12mv04mv2解得v2v0。(2)对P1、P2、P组成的系统，从P1、P2碰撞结束到最终P停在A点，由能量守恒定律得2mg(2L2x)2mv2mv4mv解得xL对P1、P2、P组成的系统，从P1、P2碰撞结束到弹簧压缩到最短，由能量守恒定律得2mg(Lx)Ep2mv2mv4mv解得Ep答案：(1)v0(2)

7、L15.(9分)如图所示，光滑水平轨道上放置滑块A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg。开始时C静止，A、B一起以v05 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。【解析】滑块A与滑块C处于光滑水平面上，两滑块碰撞时间极短，碰撞过程中滑块B与滑块A间的摩擦力可以忽略不计，滑块A与滑块C组成的系统，在碰撞过程中动量守恒，设A与C发生碰撞后瞬间A的速度为vA，C的速度为vC，则mAv0mAvAmCvC两滑块碰撞后，滑块A与滑块B组成的系统，在两者达到同速之前系统所受合外力为零，设两者共速为v，系统动量守恒，mAvAmBv0(mAmB)v滑块A和B达到共同速度后，恰好不再与滑块C碰撞，则最后三者速度相等，vCv联立以上各式，代入数值解得：vA2 m/s答案：2 m/s- 12 -