高中物理碰撞习题.doc

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1、《弹性碰撞》练习精选班姓名1．卢瑟福（诺贝尔物理奖得主）在一篇文章中写道：可以预言，当粒子与氢原子相碰时，可使之迅速运动起来。按正碰撞考虑很容易证明，氢原子速度可达粒子碰撞前速度的1.6倍，即占入射粒子能量的64%。试证明此结论（碰撞是完全弹性的，且粒子质量接近氢原子质量的四倍）。 2．一质量为钢球静止在质量为铁箱的光滑底面上,如图示。CD长L，铁箱与地面间无摩擦。铁箱被加速至时开始做匀速直线运动。后来箱壁与钢球发生弹性碰撞。问碰后再经过多长时间钢球与BD壁相碰。3．在一铅直面内有一光滑的轨道，轨道左

2、边是光滑弧线，右边是足够长的水平直线。现有质量分别为mA和mB的两个质点，B在水平轨道上静止，A在高h处自静止滑下，与B发生弹性碰撞，碰后A仍可返回到弧线的某一高度上，并再度滑下。求A，B至少发生两次碰撞的条件。4．如图所示，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直平面内．小球A、B质量分别为m、βm（β为待定系数）．A球从左边与圆心等高处由静止下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞后A、B球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失．重力加速度为g。试求：（1）待定系数β；（2）第一次碰撞刚结束时小球A、B

3、各自的速度和B球对轨道的压力；（3）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。（06年高考重庆卷第25题，20分）ABOR5．某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如题25图所示用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3……N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k（k＜1.将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再

4、与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10m/s2)。(1)设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn,求n+1号球碰撞后的速度。(2)若N＝5,在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高16(16h小于绳长)问k值为多少？(3)第（2）问的条件下，悬挂哪个球的绳最容易断，为什么？（07年高考重庆卷第25题，20分）《<弹性碰撞>试题精选》讲评主讲：杨得发校对：高双1．讲解：设粒子的质量为，氢原子的质量为；粒子的初速度为，氢原子的初速度为零。正碰后，粒子

5、的速度为，氢原子的速度为。由动量守恒和动能守恒可得：---------------------------------------解得：-------------入射粒子的能量：氢原子碰后的能量：则：-----------------原命题得证。点评：请务必牢记弹性碰撞的双守恒方程（动量守恒和动能守恒）和双结论（，）。2．讲解：箱壁AC与钢球发生弹性碰撞，动量守恒、动能守恒：-----------------------------------解得：--------------------------

6、-----------------------设箱向前运动s米后，钢球再次与箱壁BD相碰，则有：----------------------------------------------------------------解得：-----------------------------点评：若，你会求解吗？3．解：A下滑的过程只有重力做功，机械能守恒：---------------------------解得：------------------------A与B发生完全弹性碰撞，研究对象为A和B组

7、成的系统，动量守恒、动能守恒：-------------------------解得：----------------------------A返回某高度又滑下，仍满足机械能守恒，返回后的速度仍为，且其大小--------只要就能再碰，即：---解得：。点评：机械能守恒的条件是：只有重力、弹簧的弹力作功。动量守恒的条件是：系统不受外力或所受外力之和为零。4．（06年高考重庆卷第25题，20分）讲解：（1）由于碰撞中无机械能损失，根据机械能守恒有：-----------解得：β=3。（2）由于碰撞后A、

8、B球能达到的最大高度均为，且碰撞中无机械能损失，所以第一次碰撞刚结束时小球A一定反向运动．设碰前小球A的速度大小为v，以水平向右为正方向，第一次碰撞刚结束时小球A、B的速度大小分别为、．碰前：-----------------碰后：-----------------------------------碰撞作用瞬间系统动量守恒：----------------解得：（小球A速度方向向左，小球B速度方向向右）轨道对B球的支持力N由牛顿第二定律得：------