1、新人教版选择性必修一课后作业第一章动量守恒定律弹性碰撞和非弹性碰撞一、选择题1.下列对于碰撞的理解正确的是()A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中,一般内力都远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的动能守恒C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫作非弹性碰撞D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触,所以不能称其为碰撞2.新型冠状病毒引发肺炎疫情期间,一些宅在家里久了的朋友有些耐不住寂寞,想要出门逛逛,但是又担心受到感染,因此绞尽脑汁来自我保护。下图中,母女俩穿着同款充气“防护服”出来散步,由于两人初次穿充气服,走起路来有些控制不好平衡,
2、所以两人发生了碰撞。若妈妈的质量为3m,女儿的质量为m,且以相同的速率v在光滑水平面上发生相向碰撞,碰撞后妈妈静止不动,则这次碰撞属于()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3.一中子与一质量数为A(A1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A.A+1A-1B.A-1A+1C.4A(A+1)2D.(A+1)2(A-1)24.A球的质量是m,B球的质量是2m,它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前,A在后,发生正碰后,A球仍朝原方向运动,但其速度是原来的一半,碰后两球的速度之比vAvB为()A.23B.13C.21D.1
3、25.如图所示,A、B两物体质量分别为mA、mB,且mAmB,置于光滑水平面上,相距较远。将两个大小均为F的力,同时分别水平作用在A、B上,经过相同时间后撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将()A.停止运动B.向左运动C.向右运动D.运动方向不能确定6.(多选)质量分别为M和m0的滑块A、B用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正前方的质量为m的静止滑块C发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是()A.A、B、C速度均发生变化,分别变为v1、v2、v3,而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3B.B的速度不变,A和C的速度变为v1和v2,而且
4、满足Mv=Mv1+mv2C.B的速度不变,A和C的速度都变为v,且满足Mv=(M+m)vD.A、B、C速度均发生变化,A、B的速度都变为v1,C的速度变为v2,且满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv27.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 kgm/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kgm/s,则()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为25B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为110C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为25D.右方是A球,碰撞后A、B
5、两球速度大小之比为1108.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1 kg,mB=2 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s。当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是()A.vA=5 m/s,vB=2.5 m/sB.vA=2 m/s,vB=4 m/sC.vA=-4 m/s,vB=7 m/sD.vA=7 m/s,vB=1.5 m/s9.质量为1 kg的小球A以4 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球B正碰,关于碰后A、B的速度vA和vB,下列哪些是可能的()A.vA=vB=43 m/sB.vA=1 m/s,vB=2.5 m/sC.vA=1 m/s,vB=3 m/sD
6、.vA=-4 m/s,vB=4 m/s10.光滑水平导轨上有A、B两球,球A追上并与球B正碰,碰前两球动量分别为pA=5 kgm/s,pB=7 kgm/s,碰后球B的动量pB=10 kgm/s,则两球质量mA、mB的关系可能是()A.mB=mAB.mB=2mAC.mB=4mAD.mB=6mA答案一、选择题1.A碰撞是十分普遍的现象,它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象,一般内力远大于外力,所以可认为碰撞过程动量守恒,动能不一定守恒,A正确,B错误。如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞是弹性碰撞,C错误。微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点,所以仍然是碰撞,D错误。2.A设
7、碰撞后女儿的速度为v,根据动量守恒定律可得3mv-mv=mv,故碰后女儿的速度为v=2v;碰前母女俩的总动能为Ek=123mv2+12mv2=2mv2,碰后母女俩的总动能为Ek=12mv2=2mv2,由于碰撞前后总动能相等,所以母女俩的碰撞为弹性碰撞,选A。3.A设中子的质量为m,因为发生的是弹性正碰,碰撞过程中动量守恒,机械能守恒,规定中子初速度的方向为正方向,有mv1=mv2+Amv,12mv12=12mv22+12Amv2,两式联立解得v1v2=A+1A-1,选A。4.A设碰撞前A的速率为vA,碰后A的速率为vA=12vA,以A初速度方向为正方向,根据动量守恒定律得2mvA=12mvA+
8、2mvB,解得vB=34vA,则有vAvB=23,故选A。5.A将两个大小均为F的力,同时分别作用在A、B两个物体上,经相同的时间,两个力的冲量大小相等,方向相反,由动量定理知两个物体的动量等值、反向,撤去两个力,系统动量守恒,故碰撞后粘在一起停止运动。故选A。6.BC碰撞瞬间A和C组成的系统动量守恒,B的速度在碰撞瞬间不变,以A的初速度方向为正方向,若碰后A和C的速度变为v1和v2,由动量守恒定律得Mv=Mv1+mv2;若碰后A和C的速度相同,由动量守恒定律得Mv=(M+m)v。故选B、C。7.A规定向右为正方向,碰撞前A、B两球的动量均为6 kgm/s,说明A、B两球的速度方向均向右,两球
9、质量关系为mB=2mA,所以碰撞前vAvB,左方是A球;碰撞后A球的动量增量为-4 kgm/s,所以碰撞后A球的动量是2 kgm/s,碰撞过程系统总动量守恒,有mAvA+mBvB=mAvA+mBvB,可解得碰撞后B球的动量是10 kgm/s,根据mB=2mA,可知碰撞后A、B两球速度大小之比为25。故选A。8.B考虑实际情况,碰撞后A球速度不可能大于B球的速度,A、D均错误;两球碰撞过程,系统不受外力,故碰撞过程系统总动量守恒,根据能量守恒定律,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能,碰撞前总动能为Ek=12mAvA2+12mBvB2=22 J,同理算出B选项碰撞后总动能为18 J
10、,C选项碰撞后总动能为57 J,C错误,B正确。9.A碰撞前总动量为p=mAv0=14 kgm/s=4 kgm/s;碰撞前总动能为Ek=12mAv02=12142 J=8 J。如果vA=vB=43 m/s,碰后动量p=mAvA+mBvB=143+243 kgm/s=4 kgm/s,碰后动能Ek=12mAvA2+12mBvB2=121432 J+122432 J=83 J,碰撞过程动量守恒,动能不增加,A可能;如果vA=1 m/s,vB=2.5 m/s,碰后动量p=mAvA+mBvB=(11+22.5) kgm/s=6 kgm/s,碰撞过程动量不守恒,B不可能;如果vA=1 m/s,vB=3 m
11、/s,碰后动量p=mAvA+mBvB=(11+23) kgm/s=7 kgm/s,碰撞过程动量不守恒,C不可能;如果vA=-4 m/s,vB=4 m/s,碰后动量p=mAvA+mBvB=1(-4) kgm/s+24 kgm/s=4 kgm/s,碰后动能Ek=12mAvA2+12mBvB2=121(-4)2 J+12242 J=24 J,碰撞过程动量守恒,动能增加,D不可能。10.C由动量守恒定律得pA+pB=pA+pB,解得pA=2 kgm/s,要使球A追上球B,则vAvB,即pAmApBmB,代入数据得mB1.4mA;碰撞过程动能不增加,则有pA22mA+pB22mBpA22mA+pB22mB,代入数据得mB177mA=2.43mA;碰撞后同向运动,A球速度不大于B球速度,则有pAmApBmB,代入数据得mB5mA。综上分析可知2.43mAmB5mA,故选C。
