2021学年选修3-5第十六章 动量守恒定律4 碰撞随堂练习题

这是一份2021学年选修3-5第十六章 动量守恒定律4 碰撞随堂练习题，共6页。试卷主要包含了三维目标，教学重点，自主学习，典型例题，达标训练等内容，欢迎下载使用。

1．认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞
2．了解微粒的散射
3.通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。
4.感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。
二、教学重点、难点
重点：用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题
难点：对各种碰撞问题的理解．
三、自主学习
（一）弹性碰撞和非弹性碰撞
1．弹性碰撞
在弹性力作用下，碰撞过程只产生机械能的 ，系统内无机械能 的碰撞，称为弹性碰撞。例如：通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞。
2．非弹性碰撞
(1)非弹性碰撞：受非弹性力作用，使部分机械能 为内能的碰撞称为非弹性碰撞。
(2)完全非弹性碰撞：是非弹性磁撞的特例，这种碰撞的特点是碰后粘在—起，其动能损失最大。（试试如何推导？）
注意：碰撞后发生永久性形变、粘在一起、摩擦生热等的碰撞往往为非弹性碰撞。
（二）对心碰撞和非对心碰撞
1．对心碰撞：两球碰撞时，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在 上，碰撞之后两球的速度仍沿着这条直线，这种碰撞称为对心碰撞，也叫正碰。
2．非对心碰撞：
两球碰撞时，碰撞之前的运动速度与两球心的连线不在 上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为非对心碰撞，也叫斜碰。斜碰也遵循动量守恒定律，但情况较复杂，中学阶段不作要求。
（三）散射：在粒产物理和核物理中，常常使一束粒子射人物体，粒子与物体中的微粒碰撞。这些微观粒子相互接近时并不发生直接接触，这种微观粒子的碰撞叫做散射。 由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子在磁撞后飞向四面八方。
四、典型例题
例1、质量m1=10g的小球在光得的水平面上以v1=30cm／s的速度向右运动，恰遇上质量m2=50 g的小球以v2=10cm／s的速度向左运动。碰撞后，小球m2恰好静止。那么碰撞后小球m1的速度多大?方向如何?
例2、(2007·宁夏)在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度v向右运动。在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示。小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ=1．5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞，求两小球质量之比ml／m2 ，

例3、如图所示，质量为M的重锤自h高度由静止开始下落，砸到质量为m的木楔上没有弹起，二者一起向下运动．设地层给它们的平均阻力为F，则木楔可进入的深度L是多少？
例4、光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示．若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是 （ ）
A．△pA=-3kgm/s；△pB =3kgm/s
B．△pA=3kgm/s；△pB =3kgm/s
C．△pA=-10kgm/s；△pB =10kgm/s
D．△pA=3kgm/s；△pB =-3kgm/s
五、达标训练
1.在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，将碰撞后球1的动能和动量的大小分别为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有（ ）
A． E1＜E0 B． p1＜p0
C． E2＞E0 D． p2＞p0
2.两个弹性小球相向运动发生碰撞的短暂过程中，两个球同时依次经过减速、停止又向后运动的几个阶段，关于这两个球碰撞前的情况有以下叙述，以下判断正确的是（ ）
①两个球的质量一定相等
②两个球的动量大小一定相等
③两个球的速度大小与其质量成反比
④两个小球碰撞过程中交换速度
A．①②③④ B． ①②③
C．②③④ D． ②③
3.在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m.现B球静止，A球向B球运动，发生正碰，已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最短时的弹性势能为Ep，则碰前A球的速度等于（ ）
A． B． C． D．
图5-21-8
4.物体P、Q质量分别为M、m，且M＞m，用弹簧连着处于粗糙水平面，它们与地面间滑动摩擦力大小相等，某时刻弹簧处于压缩状态，且P、Q有大小相等的速度v0，正相向运动，如图5-21-8所示，以下分析正确的是（ ）
①该系统总动量保持守恒
②在P第一次速度为零以前系统总动量是守恒的
③在Q第一次速度为零以前系统总动量是守恒的
④最终P、Q一定静止
A．①④ B．②④ C．③④ D．只有④
图5-21-9
5.如图5-21-9所示，滑槽M1与滑块M2紧靠在一起，静止于光滑的水平面上，小球m从M1的右上方无初速地下滑，当m滑到左方最高处时，M1将（ ）
A．静止
B．向左运动
C．向右运动
D．无法确定
6.在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行并发生碰撞，下列现象可能的是
A．若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开
B．若两球质量相同，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，碰后以某一相等速率同向而行
7.（08山东）一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图1所示。现给盒子—初速度v0，此后，盒子运动的v-t图象呈周期性变化，如图2所示。请据此求盒内物体的质量。
8.（09山东）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mA=mc=2m, mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。
9．（10山东）如图所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为m。开始时A、B分别以的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远。若B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起。为使B能与挡板碰撞两次，应满足什么关系？
参考答案
【例1】[解析] 设v1的方向为正方向(向右)，则各球的速度为v1=30cm／s，v2= —10cm／s，v2/=0，
据m1v1+m2v2＝m1v1 /+m2v2 / 解得v1 /= —20cm／s，负号表示碰撞后m1的运动方向
与v1的方向相反，即向左。
[答案] 20cm／s 方向向左
例2、[解析] 从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和B速
度大小保持不变。根据它们通过的路程，可知小球B和小球
A在碰撞后的速度大小之比为4:1。
设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程
中动量守恒，碰撞前后动能相等
m1v0＝m1v1+m2v2，
m1v02/2= m1v12/2 +m2v22/2
解得：ml／m2=2
例3解析、重锤有：
第二阶段，对重锤及木楔有
Mv+0=（M+m）．
第三阶段，对重锤及木楔有
例4解析
（1）提问：解决此类问题的依据是什么？
在学生回答的基础上总结归纳为：
①系统动量守恒；②系统的总动能不能增加；③系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量；④碰撞中每个物体动量的增量方向一定与受力方向相同；⑤如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度．
（2）提问：题目仅给出两球的动量，如何比较碰撞过程中的能量变化？
帮助学生回忆的关系。
（3）提问：题目没有直接给出两球的质量关系，如何找到质量关系？
要求学生认真读题，挖掘隐含的质量关系，即A追上B并相碰撞，
所以，，即 ，
（4）最后得到正确答案为A．
考点21 爆炸 碰撞 反冲
1、ABD2、D3、C4、C5、A6、AD
7、设物体的质量为m,t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律
①
3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞
②
联立①②解得
m=M ③
(也可通过图象分析得出v0=v,结合动量守恒，得出正确结果)
8、设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。