格物学 力学动量守恒定律的应用

非完全弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点回顾进阶选择题自测题答案-贵州省等高中物理,平均正确率40.0%

2025-06-28
非完全弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点回顾进阶选择题自测题答案-贵州省等高中物理,平均正确率40.0%
1、['弹性碰撞', '完全非弹性碰撞', '非完全弹性碰撞']

正确率40.0%质量为$${{m}{、}}$$速度为$${{v}}$$的$${{A}}$$球与质量为$${{3}{m}}$$的静止$${{B}}$$球发生正碰,碰撞后$${{B}}$$球的速度大小可能是(

B

A.$${{0}{.}{6}{v}}$$

B.$${{0}{.}{4}{v}}$$

C.$${{0}{.}{2}{v}}$$

D.$${{v}}$$

2、['非完全弹性碰撞']

正确率60.0%在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球,其中甲球的质量$$m_{1}=2 k g$$

C

A.$$0. 5 m / s$$,向右

B.$$0. 5 m / s$$,向左

C.$$1. 5 m / s$$,向左

D.$$1. 5 m / s$$,向右

3、['弹性碰撞', '非完全弹性碰撞']

正确率40.0%质量为$${{1}{k}{g}}$$的小球$${{A}}$$以$$v_{0}=4 m / s$$的速度与质量为$${{3}{k}{g}}$$的静止小球$${{B}}$$发生正碰,碰后$${{A}}$$球速度为$${{v}_{1}{,}{B}}$$球速度为$${{v}_{2}}$$,关于$${{v}_{1}}$$和$${{v}_{2}}$$的数值中可能的是$${{(}{)}}$$

A

A.$$v_{1}=1 m / s$$$$v_{2}=1 m / s$$

B.$$v_{1}=2. 5 m / s$$$$v_{2}=0. 5 m / s$$

C.$$v_{1}=0. 5 m / s$$$$v_{2}=2 m / s$$

D.$$v_{1}=-5 m / s$$$$v_{2}=3 m / s$$

4、['计算物体动能的变化', '动量守恒定律内容,应用范围和推导', '功能关系的应用', '非完全弹性碰撞']

正确率40.0%如图甲所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置,他们将光滑的长木板固定在桌面上,$${{a}{、}{b}}$$

C

A.两车碰撞前总动量大于碰撞后总动量

B.碰撞过程中$${{a}}$$车损失的动能是$$\frac{1 4} {9} J$$

C.碰撞后两车的总动能比碰前的总动能小

D.两车碰撞过程为弹性碰撞

5、['非完全弹性碰撞']

正确率40.0%甲球与乙球相碰,甲球的速度减少$${{5}{m}{/}{s}}$$,乙球的速度增加了$${{3}{m}{/}{s}}$$,则甲$${、}$$乙两球质量之比是(

C

A.

B.

C.$$m_{\mp} \colon~ m_{\mp} ~=~ 3 \colon~ 5 ~$$

D.

6、['平抛运动基本规律及推论的应用', '利用机械能守恒解决简单问题', '非完全弹性碰撞']

正确率40.0%如图所示,距离地面高$${{h}}$$处固定着一光滑圆弧轨道,地面上有一个长为$${{3}{s}{、}}$$深度为$${{h}{、}}$$没有蓄水的长方体水池。水池的左边缘$${{C}}$$点与轨道底端$${{G}}$$的水平距离为$${{s}}$$。现将一个质量为$${{m}}$$的刚性小球乙放置在圆弧轨道边缘的$${{B}}$$点,再将一个与乙球形状完全相同$${、}$$质量为$${{M}}$$的小球甲从距$${{B}}$$点高度为$${{H}}$$的$${{A}}$$点由静止自由释放,甲球下滑到$${{B}}$$点与乙球发生正碰,碰后甲球刚好落到水池左边缘的$${{C}}$$点,乙球刚好落到水池右侧底端的$${{D}}$$点。如果$$H_{\smallsetminus} ~ h_{\nsim} ~ s$$的关系满足$$\sqrt{\mathrm{H h}} {\bf=} s,$$两个小球都可视为质点,则甲$${、}$$乙两球的质量之比$${{M}{:}{m}}$$为

C

A.$${{2}}$$

B.$$\frac{1} {2}$$

C.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{1}{+}{\sqrt {2}}}$$

7、['非完全弹性碰撞']

正确率40.0%在一次救灾行动中,需要把飞机上的$${{5}{0}}$$麻袋粮食投放到行驶的列车上,已知列车的质量为$${{M}}$$,列车在铁轨上以速度$${{v}_{0}}$$做匀速直线运动,列车上方的飞机也沿铁轨以速度$${{v}_{1}}$$同向匀速飞行.在某段时间内,飞机连续释放下$${{5}{0}}$$袋粮食,每袋粮食质量为$${{m}}$$,且这$${{5}{0}}$$袋粮食全部落在列车车厢内.不计列车与铁轨之间的摩擦,则列车载有粮食后的速度为(

A

A.$$\frac{M v_{0}+5 0 m v_{1}} {M+5 0 m}$$

B.$${\frac{M v_{0}-5 0 M v_{1}} {M+5 0 m}}$$

C.$$\frac{M v_{0}} {M+5 0 m}$$

D.$$\frac{5 0 m v_{1}} {M+5 0 m}$$

8、['碰撞', '非完全弹性碰撞']

正确率40.0%质量为$${{2}{m}}$$的小球$${{A}}$$,在光滑的水平面上以速度$${{v}_{0}}$$与质量为$${{m}}$$的静止小球$${{B}}$$发生正碰,碰撞后$${{A}}$$球的动能恰变为原来的$$\frac{1} {9},$$则$${{B}}$$球的速度大小可能是

C

A.$$\frac{1} {3}$$$${{v}_{0}}$$

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

C.$${\frac{4} {3}} v_{0}$$

D.$${\frac{8} {3}} v_{0}$$

9、['弹性碰撞', '非完全弹性碰撞']

正确率40.0%利用实验研究两个金属小球$${{a}{、}{b}}$$的碰撞。如图所示,将斜槽固定在平台上,使斜槽的末端水平。让质量较大的小球$${{a}}$$(入射小球)从斜槽上滚下,跟放在斜槽末端的大小相同$${、}$$质量较小的小球$${{b}}$$(被碰小球)发生正碰。将两个金属小球的碰撞视为弹性碰撞。下列说法正确的是(

C

A.碰后小球$${{a}}$$的速度大于小球$${{b}}$$的速度

B.碰后小球$${{b}}$$的动量等于碰前小球$${{a}}$$的动量

C.只增大入射小球$${{a}}$$的质量,碰后两球落地点到$${{O}}$$的距离均增大

D.如果碰撞过程是非弹性碰撞,则碰撞过程两球动量不守恒

10、['动量与能量的其他综合应用', '非完全弹性碰撞']

正确率19.999999999999996%两个完全相同的小球$${{A}}$$、$${{B}}$$用长度均为$${{L}}$$的细线悬于天花板上,如图所示.若将$${{A}}$$从图示位置由静止释放,则$${{B}}$$球被碰后第一次速度为零时距离最低点的高度可能是(

B

A.$$\frac{L} {9}$$

B.$$\frac{L} {5}$$

C.$$\frac{2 L} {3}$$

D.$$\frac{L} {1 0}$$

1. 根据动量守恒和能量关系分析碰撞问题:

动量守恒:$$mv = mv_A + 3mv_B$$

动能不增加:$$\frac{1}{2}mv^2 \geq \frac{1}{2}mv_A^2 + \frac{1}{2} \cdot 3mv_B^2$$

解得$$v_B \leq \frac{2v}{3}$$,且$$v_B \geq \frac{v}{2}$$(完全弹性碰撞时)。实际非弹性碰撞时$$v_B$$可能小于$$\frac{v}{2}$$,但需满足动能不增加。选项中$$0.4v$$符合要求,故选B。

2. 动量守恒问题:

设甲球初速$$v_1$$,乙球$$v_2$$,碰撞后甲球$$-0.5m/s$$(向左)。

动量守恒:$$2v_1 - v_2 = 2 \times (-0.5) + 1 \times 1.5$$

解得$$v_1 = 0.5m/s$$(向右),故选A。

3. 动量守恒和能量约束:

动量守恒:$$1 \times 4 = 1 \times v_1 + 3 \times v_2$$

动能不增加:$$\frac{1}{2} \times 1 \times 4^2 \geq \frac{1}{2} \times 1 \times v_1^2 + \frac{1}{2} \times 3 \times v_2^2$$

选项A满足动量守恒但动能增加(排除);选项B动能不守恒;选项C满足所有条件;选项D动量守恒但动能增加(排除)。故选C。

4. 实验数据分析:

A错误,动量应守恒;B计算得$$a$$车动能损失$$\frac{14}{9}J$$正确;C正确,非弹性碰撞动能减少;D错误,动能不守恒。故选B、C。

5. 动量变化关系:

根据动量守恒:$$m_{\text{甲}} \times 5 = m_{\text{乙}} \times 3$$

解得质量比$$\frac{m_{\text{甲}}}{m_{\text{乙}}} = \frac{3}{5}$$,故选C。

6. 平抛运动与碰撞综合:

甲球碰后平抛时间$$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$$,水平位移$$s = v_{甲}t$$,得$$v_{甲} = \frac{s}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}$$。

乙球位移$$3s = v_{乙}t$$,得$$v_{乙} = 3v_{甲}$$。

碰撞动量守恒:$$M\sqrt{2gH} = Mv_{甲} + m v_{乙}$$,代入$$v_{乙} = 3v_{甲}$$及$$\sqrt{Hh} = s$$,解得$$\frac{M}{m} = 2$$,故选A。

7. 连续投放动量问题:

系统动量守恒:$$Mv_0 + 50m v_1 = (M + 50m)v$$

解得$$v = \frac{Mv_0 + 50m v_1}{M + 50m}$$,故选A。

8. 动能变化与碰撞:

碰后A球动能$$\frac{1}{9} \times \frac{1}{2} \times 2m v_0^2$$,得速度$$v_A = \pm \frac{v_0}{3}$$。

动量守恒:$$2m v_0 = 2m \cdot \frac{v_0}{3} + m v_B$$或$$2m v_0 = 2m \cdot (-\frac{v_0}{3}) + m v_B$$

解得$$v_B = \frac{4v_0}{3}$$(合理)或$$\frac{8v_0}{3}$$(动能超限舍去),故选C。

9. 弹性碰撞特性:

A错误,a球质量大时碰后速度小于b球;B错误,动量守恒但b球动量小于a球初动量;C正确,增大a球质量会增大b球速度;D错误,动量始终守恒。故选C。

10. 完全非弹性碰撞情形:

A球下落至最低点速度$$v = \sqrt{2gL}$$,与B球碰撞后可能共速$$v' = \frac{v}{2}$$。

B球上升高度$$h = \frac{v'^2}{2g} = \frac{L}{4}$$(无此选项),或完全弹性碰撞时B球速度$$v$$,高度$$L$$(不符)。部分非弹性碰撞可能使高度为$$\frac{L}{9}$$,故选A。

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