2020年粤教版选修3-5课后练习（1）
一、计算题（本大题共1小题，共10.0分） 1. 质量为10g的子弹，以的速度射入质量是24g静止在水平桌面上的木块，并留在木块
中．子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为，这时木块的速度又是多大？
二、简答题（本大题共9小题，共72.0分） 2. 判断下列碰撞是什么碰撞。
弹性小球在某一高度从静止开始下落，与地面相碰后，反弹回到出发点。 子弹射穿静止在光滑平面上的木块。
3. 把两个穿孔小球用细线链接，如图，中间夹有一根已被压缩的弹簧，剪开
细线，小球将分别向两侧弹开。这种现象是否也属于物体的碰撞？生活中有没有类似的实例？
4. 两个质量都是3kg的球，各以的速率相向运动，发生正碰后每个球都以原来的速率向相反
方向运动，它们的碰撞是弹性碰撞吗？为什么？
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5. 两个球以相同的速度相向运动，其中一个球的质量是另一个球的三倍，相碰后重球停止不动，
轻球以二倍的速率弹回，试证明它们发生的是弹性碰撞。
6. 碰撞后物体运动状态的变化会与哪些因素有关。
7. 两个质量均为45kg的女孩手挽手以的速度溜冰．一个质量为60kg的男孩以的速度
从后面追上她们，然后三人一起手挽手向前滑行的速度是多少？
8. 在光滑的水平桌面上有两个小球A和B，如图，他们的质量分别是和。
如果小球A和小球B沿同一直线向同一方向运动，如图，速率分别为和
，它们碰撞前的总动量是多大？方向如何？
如果小球A和B沿同一直线相向运动见图，速率仍分别是和，它们碰撞前的总动量又是多少？方向如何？
在以上两问中，假如无法知道小球A和小球B碰撞后速度的大小和方向，你能确定碰撞后总动量的大小和方向吗？
如果碰撞前两个小球沿同一直线相向运动的速率分别是和，破撞后两个小球的动量大小有什么关系？动量方向有什么关系？为什么？
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9. 两个质量相等的小球分别以和的速率相向运动．相撞后粘合在一起，假设以的
速率一起运动．这是否有可能？
10. 1930年，科学家用放射性物质中产生的粒子轰击铍原子时，产生了一种看不见的、贯穿能力
很强的不带电粒子，为了弄清楚这是一种什么粒子，人们用它分别去轰击氢原子和氮原子，结果从中打出了氢核和氮核，以此推算出该粒子的质量，从而确定该粒子为中子．设氢核的质量为，打出后速度为，氮核的质量为氢核的14倍，打出后速度为假设中子与它们的碰撞为弹性碰撞．请根据这些可测量的量，推算中子的质量．
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-------- 答案与解析 --------
1.答案：解：
以子弹、木块组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，
，解得：
；
由动量守恒定律得：
以子弹、木块组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向， 子弹打穿木块，由动量守恒定律得：，解得：
；
答：如果子弹留在木块中未射出，木块运动的速度是；
如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为，木块的速度又是．
解析：子弹射击木块的过程中系统的动量守恒，由动量守恒定律可以求出木块的速度．
该题通过子弹木块模型考查动量守恒定律，在应用动量守恒定律解题时，要注意正方向的选取，要明确物体变化的过程．
2.答案：解：弹性小球在某一高度从静止开始下落，与地面相碰后，反弹回到出发点，小球的机械能不变，说明发生的是弹性碰撞；
子弹射穿静止在光滑水平面上的木块，子弹与木块摩擦产生内能，子弹的一部分动能转化为系统的内能，子弹的动能减小，该碰撞不是弹性碰撞。 答：弹性碰撞；非弹性碰撞。
解析：分析碰撞前后机械能是否相等，若相等，则是弹性碰撞，若不相等，则不是弹性碰撞。 本题主要是考查碰撞过程中的能量转化，要知道判断是否为弹性碰撞的方法是看碰撞前后机械能是否相等，要明确弹性碰撞的特点是碰撞前后机械能相等。
3.答案：解：这种现象属于物体的碰撞，系统碰撞前的动量和碰撞后的动量均为零，即所谓的“反
冲现象”；
生活中类似的情况有：火药爆炸、人船模型、火箭的发射过程等。
答：这种现象属于物体的碰撞；生活中类似的情况有：火药爆炸、人船模型、火箭的发射过程等。
解析：“反冲现象”属于特殊的“碰撞”，根据生活中遇到的“反冲现象”的实例如“人船模型”等来分析。
本题主要是考查碰撞，知道碰撞的特点，能够根据生活中的实例来分析，知道“反冲现象”在生活中的应用。
4.答案：解：碰撞前系统的总动能为：，碰撞前系统的总动能为：
，碰撞前后动能相等，所以发生的是弹性碰撞。
答：发生的是弹性碰撞，由于碰撞前后动能没有损失。
解析：计算出碰撞前系统的总动能和碰撞后系统的总动能，由此分析是否弹性碰撞。
本题主要是考查动量守恒定律和能量守恒定律，解答本题的关键是掌握动能的计算公式，知道弹性碰撞过程机械能不损失。
5.答案：解：设轻球的质量为m，重球的质量为3m，碰撞前二者的速率为v， 则碰撞前系统的动能为：
；
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由于相碰后重球停止不动，轻球以二倍的速率弹回，则碰撞后系统的动能为：
；
故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞。 答：两球间发生的是弹性碰撞。
解析：根据碰撞前后系统动能的关系判断碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
本题考查了判断碰撞的类型，应用动量守恒定律即可正确解题，碰撞过程如果机械能守恒，则碰撞为弹性碰撞，否则为非弹性碰撞。
6.答案：解：力是改变物体运动状态的原因，所以碰撞后物体运动状态的变化物体所受的合外力有
关。
答：碰撞后物体运动状态的变化物体所受的合外力有关。
解析：根据运动和力的关系可知，力是改变物体运动状态的原因，由此分析。
本题主要是考查碰撞后物体运动状态的改变，知道运动状态的改变是速度的改变，根据力和运动的关系进行分析即可。
7.答案：解：规定向前为正方向，根据动量守恒定律得：
，
代入数据解得：．
答：三人一起手挽手向前滑行的速度是．
解析：对三人组成的系统运用动量守恒定律，求出三人一起手挽手向前滑行的速度． 本题考查了动量守恒定律的基本运用，运用动量守恒定律解题时需规定正方向，注意公式的矢量性． 8.答案：解：取水平向右方向为正方向。
设碰撞前总动量为P； 根据动量计算公式得：，
，说明碰撞前总动量方向水平向右； 设碰撞前总动量为。 根据动量计算公式得：，
，说明碰撞前总动量方向水平向右；
在以上两问中，假如无法知道小球A和B碰撞后速度的大小和方向，能确定碰撞后总动量的大小和方向；
由于两个小球水平方向不受外力，动量守恒，所以碰撞后的动量等于碰撞前的动量；
如果碰撞前两球沿同一直线相向运动的速率分别是和，
B的动量为则碰撞前A的动量为，，合动量大小
为，方向向右；
碰撞后合动量方向向右，如果A和B同向，则两个球都向右运动； 如果碰撞后粘在一起，则都向右运动，A的质量小，则A的动量小； 如果碰撞后A的动量大于B的动量，则A的速度
，B的速度
，解得
，
不可能，
故碰撞后A的动量小于B的动量；
如果A反向运动，则B一定向右运动，且碰撞后A的动量小于B的动量。 综上所述：碰撞后A的动量小于B的动量，合动量方向向右。
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2020年粤教版高中物理选修3-5课后练习(1)（含答案解析）
