2019_2020学年高中物理第16章动量守恒定律第4节碰撞课下作业新人教版选修3_5.doc

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1、第4节　碰撞[随堂巩固]1．(碰撞特点及满足条件)(多选)质量为1kg的小球以4m/s的速度与质量为2kg的静止小球正碰，关于碰后的速度v1′和v2′，下面哪些是可能正确的A．v1′＝v2′＝m/sB．v1′＝3m/s，v2′＝0.5m/sC．v1′＝1m/s，v2′＝3m/sD．v1′＝－1m/s，v2′＝2.5m/s解析　由碰撞前后总动量守恒m1v1＝m1′v1′＋m2v2′和能量不增加Ek≥Ek1′＋Ek2′验证A、B、D三项皆有可能。但B项碰后后面小球的速度大于前面小球的速度，会发生第二

2、次碰撞，不符合实际，所以A、D两项有可能。答案　AD2．(弹性碰撞的特点)(多选)甲物体在光滑水平面上运动速度为v1，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下列结论正确的是A．乙的质量等于甲的质量时，碰撞后乙的速度为v1B．乙的质量远远小于甲的质量时，碰撞后乙的速率是2v1C．乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速率是v1D．碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量解析　由于碰撞过程中无机械能损失，故是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可以解得两球碰后的速度v1′＝v1，v2′＝v1。当m

3、1＝m2时，v2′＝v1，A对；当m1≫m2时，v2′＝2v1，B对；当m1≪m2时，v1′＝－v1，C对；根据动能定理可知D错误。答案　ABC3．(非弹性碰撞的特点)如图16－4－5所示，有两个质量都为m的小球A和B(大小不计)，A球用细绳吊起，细绳长度等于悬点距地面的高度，B球静止放于悬点正下方的地面上。现将A球拉到距地面高度为h处由静止释放，摆动到最低点与B球碰撞后粘在一起共同上摆，则：9图16－4－5(1)它们一起上升的最大高度为多大？(2)碰撞中损失的机械能是多少？解析　(1)A球由静

4、止释放到最低点的过程做的是圆周运动，应用动能定理可求出末速度，即mgh＝mv，所以v1＝，A球对B球碰撞满足动量守恒mv1＝(m＋m)v2，所以v2＝v1＝；对A、B粘在一起共同上摆的过程应用机械能守恒，(m＋m)v＝(m＋m)gh′，解得h′＝。(2)ΔE＝mv－×2mv＝mgh。答案　(1)　(2)mgh4．(弹簧类模型)如图16－4－6所示，用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v＝6m/s的速度在光滑水平地面上运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C静止在前方，B与C碰撞后二者粘

5、在一起运动。在以后的运动中，求：图16－4－69(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度多大？(2)弹性势能的最大值是多大？解析　(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大。A、B、C三者组成的系统动量守恒：(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)vA′①解得vA′＝3m/s②(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为v′，则：mBv＝(mB＋mC)v′③由③式解得：v′＝2m/s④设物块A速度为vA′时，弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒：Ep＝(mB

6、＋mC)v′2＋mAv2－(mA＋mB＋mC)vA′2④由⑤式解得：Ep＝12J。答案　(1)3m/s　(2)12J。[限时检测][限时45分钟]题组一　碰撞的特点及可能性分析1．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是A．若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相等，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，碰后两球都静止解析　若两球质量相等，碰前两球总动量为零，碰后总动量也应该为零，由此分析可得A可能

7、、B不可能，若两球质量不同，碰前两球总动量不为零，碰后总动量也不能为零，D不可能，若两球质量不同且碰后以某一相等速率分开，则总动量方向与质量较大的球的动量方向相同，与碰前总动量方向相反，C不可能。答案　A2．如图16－4－7，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A9的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态可能是图16－4－7A．A和B都向左运动B．A和B都向右运动C．A静止，B向右运动D．A向左运动，B向右

8、运动解析　两球碰撞过程动量守恒，取水平向右方向为正方向，碰撞前系统总动量：p＝mAvA＋mBvB＝m×2v0＋2m×(－v0)＝0，则碰撞后系统的总动量也为零，那么A、B应都静止或向相反方向运动，知D正确。答案　D3．(多选)质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的，那么碰撞后B球的速度大小可能是A.v　　　　　　　　　B.vC.v　　　　　　　　　D.v解析　设A球碰后的速度为vA，由题意有mv＝×mv2，则vA＝v