课时跟踪检测(三) 科学探究--一维弹性碰撞
1.[多选]在两个物体碰撞前后,下列说法中可以成立的是( )
A.作用后的总机械能比作用前小,但总动量守恒
B.作用前后总动量均为零,但总动能守恒
C.作用前后总动能为零,而总动量不为零
D.作用前后总动量守恒,而系统内各物体的动量增量的总和不为零
解析:选AB 选项A是非弹性碰撞,成立;选项B是弹性碰撞,成立;选项C不成立,因为总动能为零其总动量一定为零;选项D,总动量守恒则系统所受合外力一定为零,若系统内各物体的动量增量总和不为零的话,则系统一定受到外力的作用,D不成立。
2.在光滑的水平面上有一质量为0.2 kg的球以5.0 m/s的速度向前运动,与质量为 3.0 kg的静止木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度是v木=4.2 m/s,则( )
A.碰撞后球的速度为v球=-1.3 m/s
B.v木=4.2 m/s这一假设不合理,因为这种情况不可能发生
C.v木=4.2 m/s这一假设是合理的,碰撞后小球被弹回来
D.v木=4.2 m/s这一假设是可能发生的,但由于题给条件不足,v球的大小不能确定
解析:选B 根据动量守恒定律,m球v球′=m木v木+m球v球,即0.2×5.0=0.2v球+3.0×4.2得v球=-58 m/s,这一过程不可能发生,因为碰撞后机械能增加了。
3.质量为ma=1 kg,mb=2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后两球的位移-时间图像如图所示,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:选A 由xt图像知,碰撞前va=3 m/s,vb=0,碰撞后va′=-1 m/s,vb′=2 m/s,碰撞前动能为mava2+mbvb2= J,碰撞后动能为mava′2+mbvb′2= J,故动能守恒,碰撞前动量mava+mbvb=3 kg·m/s,碰撞后动量mava′+mbvb′=3 kg·m/s,故动量守恒,所以碰撞属于弹性碰撞。
4.如图,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A.v0+v B.v0-v