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第5节弹性碰撞和非弹性碰撞
碰撞的理解
1.下列事例中不能认为系统动量守恒的是(????)
A.轮滑女孩从后面推轮滑男孩 B.子弹击穿饮料瓶的短暂过程
C.宇航员在舱外将一件小设备抛离自己 D.汽车发生轻微碰撞
【答案】D
【详解】A.轮滑女孩从后面推轮滑男孩,系统所受合外力为地面的摩擦力,可以忽略不计,可以认为系统动量守恒,故A正确;B.子弹击穿饮料瓶的短暂过程,这过程就就是一个碰撞过程,内力很大,外力可忽略,可以认为系统动量守恒,故B正确;C.太空中没有空气阻力,且所受的重力可以忽略不计,所以系统动量守恒,故C正确;D.汽车发生轻微碰撞的过程中,地面对汽车的摩擦力不可忽略,所以系统动量不守恒,故D错误。该题选择不能认为系统动量守恒的,故选D。
2.如图所示,在水平光滑地面上有A、B两个木块,A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上,用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F,则下列说法中正确的是()
A.木块A离开墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒
B.木块A离开墙壁前,A动量不守恒,机械能守恒
C.木块A离开墙壁后,弹簧弹性势能最大时,弹簧一定是被压缩了
D.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能不守恒
【答案】A
【详解】A.木块A离开墙壁前,弹簧一直处于压缩状态,所以A一直受到墙壁对其的支持力,该力不做功,所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒,故A正确;B.木块A离开墙壁前,A一直保持静止,故其动量一直为零,若以地面为零势面,其机械能也一直为零,所以A动量守恒,机械能也守恒,故B错误;D.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统在水平方向上不受外力,竖直方向上所受合力为零,所以该系统动量守恒,机械能也守恒,故D错误;C.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒,则当A、B共速时总动能最小,弹簧的弹性势能最大,此时弹簧可能处于压缩状态也可能处于拉伸状态。比如A刚离开墙壁后,第一次与B共速时,弹簧处于拉伸状态;它们第二次共速时,弹簧则处于压缩状态。故C错误。
故选A。
3.斯诺克是“最具绅士”的一项运动,比赛时运动员利用球杆击打母球(白色球),母球与目标球碰撞使目标球入袋而得分,如图为我国斯诺克运动员丁俊晖击球时的情景。假设某次击球后,母球和目标球碰撞,二者均在同一直线上运动,则下列说法中正确的是()
A.母球和目标球碰撞瞬间,由于桌面存在摩擦,系统动量不守恒
B.由于碰撞时间极短,在碰撞瞬间,可以认为两球均没有发生位移
C.从母球被击出,到目标球落袋前这一过程中,系统的机械能守恒
D.碰撞瞬间,母球对目标球的冲量和目标球对母球的冲量相同
【答案】B
【详解】A.两球碰撞瞬间,由于碰撞时间极短,外力远小于内力,外力的冲量很小,可以忽略不计,所以系统动量守恒,故A错误;B.由于碰撞时间极短,在碰撞瞬间可以认为两球的位移为零,故B正确;C.从母球被击出到目标球落袋前,两球均受到桌面摩擦力的作用,系统机械能不守恒,故C错误;D.碰撞瞬间,母球对目标球的冲量和目标球对母球的冲量大小相等,但方向相反,故D错误。故选B。
二、利用碰撞解决简单问题
4.质量不相等的A、B两球在光滑的水平面上沿同一直线同一方向运动,A在后,B在前,当A追上B并发生碰撞后,速度分别变为、,下列情况不可能出现的是()
A.A、B组成的系统动量守恒,机械能增加
B.A、B组成的系统动量守恒,机械能减小
C.碰撞后A、B反向,且
D.碰撞后A、B同向,且
【答案】A
【详解】AB.碰撞过程中,动量守恒,机械能不增,A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
CD.若碰撞后两物体方向相同,因不知道质量大小关系,无法判定碰撞后速度大小关系,C可能出现,不符合题意。若碰撞后如果两物体方向相同,则后面物体的速度应该小于等于前面物体速度,D可能出现,不符合题意。
故选A。
5.a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰,作用前a球动量pa=30kg·m/s,b球动量pb=0,碰撞过程中,a球的动量减少了20kg·m/s,则作用后b球的动量为()
A.-20kg·m/s B.10kg·m/s
C.20kg·m/s D.30kg·m/s
【答案】C
【详解】碰撞过程中,a球的动量减少了20kg·m/s,故此时a球的动量是10kg·m/s,a、b两球碰撞前后总动量保持不变为30kg·m/s,则作用后b球的动量为20kg·m/s。
故选C。
6.设a、b两小球相撞,碰撞前后都在同一直线上运动.若测得它们相撞前的速度为va、vb,相撞后的速度为、,可知两球的质量之比等于
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】两球碰撞过程系统动量守恒,以a的初速度方向为正方向,由动量守恒
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