您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 中学教育 > 高中教育 > 高中物理选修35同步练习试题解析164高中物理练习试题
1高中物理选修3-5同步练习试题解析碰撞1.质量为ma=1kg,mb=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后两球的位移—时间图象如图4-1所示,则可知碰撞属于()A.弹性碰撞B.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.条件不足,不能判断解析:由x-t图象知,碰撞前va=3m/s,vb=0,碰撞后v′a=-1m/s,v′b=2m/s,碰撞前动能12mav2a+12mbv2b=92J,碰撞后动能12mav′2a+12mbv′2b=92J,故机械能守恒;碰撞前动量mava+mbvb=3kg·m/s,碰撞后动量mav′a+mbv′b=3kg·m/s,故动量守恒,所以碰撞属于弹性碰撞。答案:A2.如图4-2所示,具有一定质量的小球A固定在轻杆的一端,轻杆另一端悬挂在小车支架的O点。用手将小球拉至水平,此时小车静止于光滑的水平面上,放手让小球摆下与B处固定的油泥碰击后粘在一起,则小车将()A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.小球下摆时,车向左运动后又静止解析:球与车组成的系统水平方向满足动量守恒定律,而系统的初态总动量为零,故D选项正确。答案:D3.三个相同的木块A、B、C从同一高度处自由下落,其中木块A刚开始下落的瞬间被水平飞来的子弹击中,木块B在下落到一定高度时,才被水平飞来的子弹击中,木块C未受到子弹打击。若子弹均留在木块中,则三木块下落的时间tA、tB、tC的关系是()2A.tAtBtCB.tAtB<tCC.tA=tCtBD.tA=tBtC解析:木块C做自由落体运动,木块A被子弹击中做平抛运动,木块B在子弹击中瞬间竖直方向动量守恒mv=(M+m′)v′,即v′<v,木块B竖直方向速度减小,所以tA=tC<tB。答案:C4.如图4-3所示,P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰,碰后P物体静止,Q物体以P物体碰前的速度v离开,已知P与Q质量相等,弹簧质量忽略不计,那么当弹簧被压缩至最短时,下列结论中正确的是()A.P的速度恰好为零B.P与Q具有相同的速度C.Q刚开始运动D.Q的速度等于v解析:P物体接触弹簧后,在弹簧弹力的作用下,P做减速运动,Q做加速运动,P、Q间的距离减小,当P、Q两物体速度相等时,弹簧被压缩到最短,所以B正确,A、C错误。由于作用过程中动量守恒,设速度相同时速度为v′,则mv=(m+m)v′,所以弹簧被压缩至最短时,P、Q的速度v′=v2,故D错误。答案:B5.如图4-4所示,在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车。现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则()A.小球在小车上到达最高点时的速度大小为v0/2B.小球离车后,对地将向右做平抛运动C.小球离车后,对地将做自由落体运动D.此过程中小球对车做的功为mv20/2解析:小球到达最高点时,小车和小球相对静止,且水平方向总动量守恒,小球离开车时类似完全弹性碰撞,两者速度互换。答案:A、C、D6.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,碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球23的动能和动量的大小分别记为E2、p2,则下列关系式不正确的是()A.E1E0B.p1p0C.E2E0D.p2p0解析:球1与球2碰撞,碰撞前后的动能关系应为E0≥E1+E2。因此E1<E0,E2<E0,选项A正确,C不正确;由p=2mEk,结合E1<E0,可知p1<p0,选项B正确;设球1初动量方向为正方向,由动量守恒定律得:p0=-p1+p2,所以p2=p0+p1,可见p2>p0,选项D正确。答案:A、B、D7.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是()A.pA=6kg·m/s,pB=6kg·m/sB.pA=3kg·m/s,pB=9kg·m/sC.pA=-2kg·m/s,pB=14kg·m/sD.pA=-4kg·m/s,pB=17kg·m/s解析:从碰撞前后动量守恒pA+pB=p′A+p′B验证,A、B、C三种皆有可能。从总动能p2A2m+p2B2m+p′2A2m≥p′2B2m来看,只有A可能。答案:A8.如图4-5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。质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量大小均为6kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为解析:由质量关系,动量关系,动量增量关系判断球的位置。由mB=2mA、pB=pA知:vA=2vB。对两球发生碰撞的情况进行讨论:a.A球在左方,都向右运动。由动量守恒定律得:4p′A=2kg·m/s,p′B=10kg·m/s,即mAv′AmBv′B=210,故v′Av′B=25。b.A球在左方,且A向右运动,B向左运动,由题意知p′A=2kg·m/s,p′B=2kg·m/s,A、B两球碰后继续相向运动是不可能的。c.B球在左方,A球在右方,则此种情况下ΔpA>0,与题中给定不符.由以上分析知,只有第一种情况成立。答案:A9.质量为1kg的小球A以8m/s的速率沿光滑水平面运动,与质量为3kg的静止小球B发生正碰后,A、B两小球的速率vA和vB可能为()A.vA=5m/sB.vA=-3m/sC.vB=1m/sD.vB=6m/s解析:若A、B发生弹性碰撞,则动量和机械能均守恒,mAv0=mAvA+mBvB及12mAv20=12mAv2A+12mBv2B,解得vA=mA-mBmA+mBv0=-4m/s,vB=2mAmA+mBv0=4m/s。若A、B发生完全非弹性碰撞,则仅动量守恒,mAv0=(mA+mB)v,解得v=mAmA+mBv0=2m/s。故A的速度范围-4m/s≤vA≤2m/s,小球B的速度范围2m/s≤vB≤4m/s,B正确。答案:B10.如图4-6所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为v0的子弹击中,子弹嵌在其中,已知物体A的质量是B的质量的34,子弹的质量是B的质量的14。求:(1)A物体获得的最大速度;(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度。解析:(1)子弹射入物体A时,两者组成的系统动量守恒,故m0v0=(m0+mA)vA,5将mA=34mB,m0=14mB代入,得vA=14v0。此后因弹簧压缩,A受向左的弹力作用而做减速运动,速度减小,故14v0是A获得的最大速度。(2)弹簧压缩量最大时,A、B相距最近,其速度相等,由子弹、A、B组成的系统动量守恒,即m0v0=(m0+mA+mB)vB,得vB=m0m0+mA+mBv0=18v0。答案:(1)v04(2)v0811.如图4-7所示,一定长度的木板静止在光滑的水平地面上,其质量为M=1.8kg。木板左端放一木块,其质量为m=190g,木板与木块间动摩擦因数μ=0.4。质量为m0=10g的子弹以v0=200m/s的速度水平打入木块并留在其中,最后木块恰好到达木板的右端。求:(1)木块到达木板右端所用的时间;(2)木板的长度。解析:(1)子弹打入木块过程所用时间极短,并且相互作用力远大于木块所受的摩擦力,故子弹与木块组成的系统动量守恒。设子弹打入木块后的速度为v1,有m0v0=(m0+m)v1得v1=m0m0+mv0=10m/s木块在木板上滑动时,带动木板向右加速,因地面光滑,子弹、木块与木板组成的系统动量守恒,最后三者速度相等,设为v2,则m0v0=(m0+m+M)v2得v2=m0m0+m+Mv0=1m/s木块沿木板做匀减速运动,加速度a1=μ(m0+m)gm0+m=μg=4m/s2故木块在木板上的运动时间t=v1-v2a1=2.25s。(2)如图所示,木块向右减速的位移6x1=v1+v22t=12.375m木板向右加速的位移x2=v22t=1.125m故木板长度L=x1-x2=11.25m。答案:(1)2.25s(2)11.25m12.如图4-8所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端与质量为m2的挡板B相连,弹簧处于原长时,B恰位于滑道的末端O点。A与B碰撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小;(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep(设弹簧处于原长时弹性势能为零)。解析:(1)由机械能守恒定律,有m1gh=12m1v2,v=2gh(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力,由动量守恒,有m1v=(m1+m2)v′。A、B克服摩擦力所做的功W=μ(m1+m2)gd。由能量守恒定律,有12(m1+m2)v′2=Ep+μ(m1+m2)gd。解得Ep=m21m1+m2gh-μ(m1+m2)gd。答案:(1)2gh(2)m21ghm1+m2-μ(m1+m2)gd13.如图4-9所示,在同一竖直平面上,质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部,斜面高度为H=2L。小球受到弹簧的弹力作用后,沿斜面向上运动。离开斜面后,达到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞,碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度,球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点,O点的投影O′与P的距离为L/2。已知球B的质量为m,悬绳长L,视两球为质点。重力加速度为g,不计空气阻力。求:7(1)球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小;(2)球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小;(3)弹簧的弹性力对球A所做的功。解析:(1)设碰撞后的一瞬间,球B的速度为v′B,由于球B恰能摆到与悬点O同一高度,根据动能定理:-mgL=0-12mv′2B①v′B=2gL②(2)球A到达最高点时,只有水平方向速度,与球B发生弹性碰撞。设碰撞前的一瞬间,球A水平速度为vx,碰撞后的一瞬间,球A速度为v′x。球A、B系统碰撞过程动量守恒和机械能守恒:2mvx=2mv′x+mv′B③12×2mv2x=12×2mv′2x+12mv′2B④由②③④式解得:v′x=142gL⑤即球A在碰撞前一瞬间的速度大小vx=342gL⑥(3)碰后球A做平抛运动,设从抛出到落地时间为t,平抛高度为y,则:L2=v′xt⑦y=12gt2⑧由⑤⑦⑧式解得:y=L。以球A为研究对象,弹簧的弹性力所做的功为W,从静止位置运动到最高点:W-2mg(y+2L)=12×2mv2x⑨由⑤⑥⑦⑧⑨式得:8W=578mgL。答案:(1)2gL(2)342gL(3)578mgL14.小球A和B的质量分别为mA和mB,且mAmB。在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回,在释放处下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰。设所有碰撞都是弹性的,碰撞时间极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。解析:根据题意,由运动学规律可知,小球A与B碰撞前的速度大小相等,设均为v0。由机械能守恒有mAgH=12mAv20①设小球A与B碰撞后的速度分别为v1和v2,以竖直向上方向为正,由动量守恒有mAv0+mB(-v0)=mAv1+mBv2②由于两球碰撞过程中能量守恒,故12mAv20+12mBv20=12mAv21+12mBv22③联立②③式得v2=3mA-mBmA+mBv0④设小球B能上升的最大高度为h,由运动学公式有h=v222g⑤由①④⑤式得h=3mA-mBmA+mB2H答案:3mA-mBmA+mB2H
本文标题:高中物理选修35同步练习试题解析164高中物理练习试题
链接地址:https://www.777doc.com/doc-5783320 .html