高中物理：碰撞练习

高中物理：碰撞练习

[全员参与·基础练]

图16­4­8

1．如图16­4­8所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是( )

A．A开始运动时

B．A的速度等于v时

C．B的速度等于零时

D．A和B的速度相等时

【解析】当B触及弹簧后减速,而物体A加速,当A、B两物体速度相等时,A、B间距离最小,弹簧压缩量最大,弹性势能最大．由能量守恒定律可知系统损失的动能最多,故选项D正确．

【答案】 D

2．(庆阳高二检测)质量为M的木块在光滑的水平面上以速度v

1

向右运动,质量为m的子

弹以速度v

2

向左射入木块并停留在木块中,要使木块停下来,发射子弹的数目是( )

A.（M＋m）v

2

mv

1

B.

Mv

1

（M＋m）v

2

C.mv

1

Mv

2

D.

Mv

1

mv

2

【解析】设发射子弹的数目为n,由动量守恒可知：

nmv

2－Mv

1

＝0,解得n＝

Mv

1

mv

2

,选项D正确．

【答案】 D

图16­4­9

3．如图16­4­9所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度v

,那么在物体与盒子前后壁多次

往复碰撞后( )

A．两者的速度均为零

B．两者的速度总不会相等

C．盒子的最终速度为mv

M

,方向水平向右

D．盒子的最终速度为

mv

M＋m

,方向水平向右

【解析】因地面光滑,m与M组成的系统水平方向动量守恒,因内表面不光滑,m与M最终

一定同速,由mv

0＝(M＋m)v可得盒子的最终速度为v＝

mv

M＋m

,方向与v

同向,故D正确．

【答案】 D

图16­4­10

4．A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移—时间图象如图16­4­10所示．由图可知,物体A、B的质量之比为( )

A．1∶1 B．1∶2

C．1∶3 D．3∶1

【解析】由图象知：碰前v

A ＝4 m/s,v

B

＝0,碰后v

A

′＝v

B

′＝1 m/s,由动量守恒可知,m

A

v

A

＋0＝m

A v

A

′＋m

B

v

B

′,解得m

B

＝3m

A

.故选项C正确．

【答案】 C

5．(多选)质量为m的小球A,在光滑的水平面上以速度v

与质量为2m的静止小球B发生

正碰,碰撞后A球的动能恰变为原来的1

9

,则B球的速度大小可能是( )

A.1

3

v

B.

2

3

v

C.4

9

v

D.

8

9

v

【解析】依题意,碰后A的动能满足：

1 2mv2

A

＝

1

9

×

1

2

mv2

得v

A

＝±

1

3

v

,

代入动量守恒定律得mv

0＝±m·

1

3

v

＋2mv

B

,

解得v

B ＝

1

3

v

或v

B

＝

2

3

v

.

【答案】AB

6．(2012·重庆高考)质量为m的人站在质量为2m的平板小车上,以共同的速度在水平地面上沿直线前行,车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比．当车速为v

时,人从

车上以相对于地面大小为v

的速度水平向后跳下．能正确表示车运动的v­t图象的是( )

【解析】人跳离车的瞬间地面阻力的冲量忽略不计,因此在人跳离车的瞬间,人和车组成

的系统动量守恒,取车前进的方向为正方向,由动量守恒定律可得：3mv

0＝－mv

＋2mv′,可得

v′＝2v

0,所以在人跳离车之前,车和人一起做匀减速运动,当速度减至v

,人跳离车瞬间车的

速度变为2v

,之后车以该速度做匀减速运动,故选B.

【答案】 B

图16­4­11

7．(多选)小车M静置于光滑的水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥,小车质

量为m

1,长为l,质量为m

2

的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时

M与C都处于静止状态,如图16­4­11所示,当突然烧断细绳,弹簧被释放,使C离开弹簧向B端冲去,并跟B端橡皮泥粘在一起,以下说法中正确的是( )

A．如果小车M内表面光滑,整个系统任何时刻机械能都守恒

B．整个系统任何时刻动量都守恒

C．当木块对地运动速度为v时,小车对地运动速度为－m

2 m

1

v

D．整个系统最后静止

【解析】因地面光滑,系统动量守恒,B项正确；由动量守恒定律知C、D项正确；木块C