高中物理-碰撞练习

高中物理-碰撞练习

1．两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止．则可以推断( ) A ．碰撞前两个球的动量一定相等 B ．两个球的质量一定相等 C ．碰撞前两个球的速度一定相等

D ．碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反

解析：两球碰撞过程动量守恒，由于碰撞后两球都静止，总动量为零，故碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反，A 错误，D 正确；两球的质量是否相等不确定，故碰撞前两个球的速度是否相等也不确定，B 、C 错误．

答案：D

2.(多选)质量分别为m 1和m 2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图所示，由图有以下说法中正确的是( )

A ．碰撞前两物体质量与速度的乘积相同

B ．质量m 1等于质量m 2

C ．碰撞后两物体一起做匀速直线运动

D ．碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反

解析：由题图可知，m 1和m 2碰前都做匀速直线运动，但运动方向相反，碰后两物体位置不变，即处于静止，所以碰后速度都为零，故AC 错误，D 正确；又由图线夹角均为θ，故碰前速度大小相等，可得m 1等于m 2，B 也正确．

答案：BD

3.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示．具有动能E 0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为( )

A ．E 0 B.2E 03 C.E 03 D.E 09

解析：碰撞中动量守恒mv 0＝3mv 1，得v 1＝v 0

3

，①

E 0＝1

2

mv 20，②

E ′k ＝1

2

×3mv 21.③

由①②③得E ′k ＝12×3m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 032＝13×⎝ ⎛⎭⎪⎫12mv 20＝E 03

，故C 正确．

答案：C

4．(多选)两个小球A 、B 在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是m A ＝4 kg ，

m B ＝2 kg ，A 的速度v A ＝3 m/s(设为正)，B 的速度v B ＝－3 m/s ，则它们发生正碰后，其速

度可能分别为( )

A ．均为＋1 m/s

B ．＋4 m/s 和－5 m/s

C ．＋2 m/s 和－1 m/s

D ．－1 m/s 和＋5 m/s

解析：由动量守恒，可验证四个选项都满足要求．再看动能变化情况：E k 前＝12m A v 2A ＋12m B v 2

B

＝27 J

E k 后＝1

2m A v A ′2＋12

m B v B ′2

由于碰撞过程中总动量不可能增加，所以应有E k 前≥E k 后，据此可排除B ；选项C 虽满足

E k 前≥E k 后，但A 、B 沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍然保持原来的速度方向，这显

然是不符合实际的，因此C 选项错误；验证A 、D 均满足E k 前≥E k 后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A 、D.

答案：AD

[A 级 抓基础]

1.如图所示，木块A 和B 质量均为2 kg ，置于光滑水平面上，B 与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A 以4 m/s 的速度向B 撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹簧势能大小为( )

A ．4 J

B ．8 J

C ．16 J

D ．32 J

解析：A 与B 碰撞过程动量守恒，有

m A v A ＝(m A ＋m B )v AB ，所以v AB ＝v A

2

＝2 m/s ，

当弹簧被压缩到最短时，A 、B 的动能完全转化成弹簧的弹性势能，

所以E p ＝12(m A ＋m B )v 2

AB ＝8 J.

答案：B

2.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球，它们成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1小球以速度v 0射向它们，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能值是( )

A ．v 1＝v 2＝v 3＝

13

v 0 B ．v 1＝0，v 2＝v 3＝

12

v 0

C ．v 1＝0，v 2＝v 3＝1

2

v 0

D ．v 1＝v 2＝0，v 3＝v 0

解析：两个质量相等的小球发生弹性正碰，碰撞过程中动量守恒，动能守恒，碰撞后将交换速度，故D 项正确．

答案：D

3．冰壶运动深受观众喜爱，图1为2014年2月第22届索契冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图 2.若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是图中的哪幅图( )

图1 图2

A B

C D

解析：两球碰撞过程动量守恒，两球发生正碰，由动量守恒定律可知，碰撞前后系统动量不变，两冰壶的动量方向即速度方向不会偏离甲原来的方向，由图示可知，A 图示情况是不可能的，故A 错误；如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，最终两冰壶的位置如图B 所示，故B 正确；两冰壶碰撞后，甲的速度不可能大于乙的速度，碰后乙在前，甲在后，如图C 所示是不可能的，故C 错误；碰撞过程机械能不可能增大，两冰壶质量相等，碰撞后甲的速度不可能大于乙的速度，碰撞后甲的位移不可能大于乙的位移，故D 错误；故选B.