2022版新教材物理人教版选择性必修第一册作业：第一章第5节弹性碰撞和非弹性碰撞含解析

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课时评价作业
基础达标练
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
答案：
A
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，由此分析可得选
项
A
可能、
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，选项
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，选项
C
不可能。
2.（多选）质量分别为
m1
和
m2
的两个物体碰撞前后的位置
−
时间图像如图所示，由图判
断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
等于质量
m2
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
答案：
B
;
D
解析：由题图可知，两物体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，即处于静止状态，所以碰后速度都为零，故
A
、
C
错误，
D
正确；由题图可知，两
物体碰前速度大小相等，由动量守恒定律可得
m1
等于
m2
，
B
正确。
3.（多选）（2021 山东临沂高二期末）两个小球
A
、
B
在光滑水平面上相向运动，已知
它们的质量分别是
m1=4kg
，
m2=2kg
，
A
的速度
v1=3m/s
（设为正
¿
，
B
的速度
v2=−3m/s
，则它们发生正碰后，其速度可能分别是( )
A.均为
1m/s
B.
+4m/s
和
−5m/s
C.
+2m/s
和
−1m/s
D.
−1m/s
和
+5m/s
答案：
A
;
D
解析：由动量守恒定律可验证四个选项都满足要求，再看动能情况，有
Ek=1
2m1v1
2+1
2m2v2
2=27 J
，
Ek
'=1
2m1v1
2+1
2m2v2
2
，由于碰撞过程动能不可能增加，所
以应有
Ek≥ Ek
'
，故
B
错误；由于
A
、
B
沿同一直线相向运动，发生碰撞后不可能都保
持原来的速度方向，故
C
错误。
4.如图，两滑块
A
、
B
在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块
A
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( )
A.
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
向右运动
答案：
D
解析：两球碰撞过程中系统动量守恒，取水平向右为正方向，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，知选项
D
正确。
5.质量为
M
的木块在光滑的水平面上以速度
v1
向右运动，质量为
m
的子弹以速度
v2
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)v2
m v1
B.
M v1
(M+m)v2
C.
m v1
M v2
D.
M v1
m v2
答案：
D
解析：设发射子弹的数目为 n，以水平向左为正方向，由动量守恒定律可知
nm v2− M v1=0
，解得
n=M v1
m v2
，
D
正确。
6.如图所示，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
v0
，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.盒子的最终速度大小为
m v0
M
，方向水平向右
D.盒子的最终速度大小为
m v0
M+m
，方向水平向右
答案：
D
解析：选物体与盒子组成的系统为研究对象，由水平方向动量守恒得
m v0=(M+m)v
，
所以
v=m
m+Mv0
，
v
方向与
v0
同向，即方向水平向右，
D
正确。
7.（多选）质量为
m
的小球
A
，在光滑的水平面上以速度
v0
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
3v0
B.
2
3v0
C.
4
9v0
D.
8
9v0
答案：
A
;
B
解析：依题意，碰后
A
的动能满足
1
2m v A
2=1
9×1
2m v0
2
,得
vA=±1
3v0
，根据动量守恒定
律得
m v0=± m ⋅1
3v0+2m vB
，解得
vB=1
3v0
或
vB=2
3v0
。
8.（多选）（2021 重庆九龙坡高二期末）如图所示，光滑曲面下端与光滑水平面相切，一
质量为
m
的弹性小球
P
沿曲面由静止开始下滑，与一质量为
km ¿
为正整数）且静止在水
平地面上的弹性小球
Q
发生弹性正碰。为使二者只能发生一次碰撞，下列关于
k
的取值可
能正确的是( )
A.1B.2C.3D.4
答案：
A
;
B
;
C
解析：设两球碰撞前
P
的速度为
v0
，碰后
P
与
Q
的速度分别为
v1
与
v2
，取水平向右为
正方向，由动量守恒定律及机械能守恒定律分别得
m v0=mv1+km v2
，
1
2m v0
2=1
2m v1
2+1
2km v2
2
，联立解得
v1=1−k
1+kv0
，
v2=2
1+kv0
，为使二者只能发生一
次碰撞，必须满足
¿v1∨≤∨v2∨¿
，又因为
k
为正整数，所以解得
0<k ≤ 3
，即
k
的取值
可能为 1、2、3，故选
A
、
B
、
C
。
素养提升练
9.（2021 河北衡水高二期中）如图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂
在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高。用1、2、3、4、5
分别标记5个小钢球。当把小钢球 1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，
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