2022-2023学年高二物理人教版(2019)选择性必修第一册(全国通用)1.5 碰撞(习题课)导学案(word版含答案)

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2022-2023学年高二物理人教版(2019)选择性必修第一册(全国通用)1.5 碰撞(习题课)导学案(word版含答案)

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1.5 碰撞(习题课)
【学习目标】
1. 能结合不种情景分析碰撞中动量和能量关系
2. 培养分析物体运动情景、解决力学问题的能力
【质疑提升1】广义的碰撞,碰撞中的运动、能量分析
1. 质量相同的甲、乙两人站在光滑的冰面上,甲的手中拿有一个球。甲将球抛给乙,乙接到后,又抛给甲,如此反复多次,最后球落在乙的手中。此时甲、乙两人的速率关系是(  )
A.甲、乙两人速率相等 B.甲速率大
C.乙速率大 D.两人仍保持静止状态
2. 一端连接轻质弹簧的物体B静止在光滑水平面上(如图所示)。物体A以速度向右运动压缩弹簧,当弹簧恢复原长时,B的速度为,已知物体B的质量为,试求:
(1)物体A最终的速度;
(2)弹簧在压缩过程中的最大弹性势能。
3. 如图所示,在光滑水平面上,质量为2m的小球A和质量为3m小球B通过轻弹簧相连并处于静止状态,弹簧处于自然伸长状态;质量为m的小球C以初速度v0沿AB连线向右匀速运动,并与小球A发生碰撞(三个小球大小相同,碰撞时间极短),碰后小球C以速度反弹。求:
(1)碰后瞬间,小球A的速度大小;
(2)弹簧的最大弹性势能;
(3)小球B的最大动能。
4. 如图所示,光滑水平面上放一木板A,质量,小铁块B(可视为质点)质量为,木板A和小铁块B之间的动摩擦因数,小铁块B以的初速度从木板A的左端冲上木板,恰好不滑离木板。()
(1)最终A、B速度相同,共速的速度大小为多少?
(2)全部过程中,A、B组成的系统共损失多少机械能?
(3)薄木板的长度多少?
5.光滑水平面上有一质量为M的滑块,滑块的左侧是一光滑的四分之一圆弧,圆弧半径为R。一质量为m的小球以某一初速度向右运动冲上滑块,刚好没跃出圆弧的上端,之后又从圆弧左端滑离,已知。求:
(1)小球的初速度;
(2)滑块获得的最大速率。
【学科素养提升】
1. 如图所示,质量为mb=3kg的物块b与轻质弹簧相连并静止在光滑水平面上,质量为ma=1kg的物块a以v0=4m/s的初速度向右运动。则在ab两物块与弹簧作用的过程中,下列判断正确的是(   )
A.弹簧对a、b两物块的冲量相同
B.弹簧最短时a的速度最小
C.a物块的最小速度为-2m/s
D.弹簧的最大弹性势能为6J
2. 冰球运动员甲的质量为80 kg,当他以5 m/s的速度向前运动时,与另一质量为100 kg、速度为3 m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止,假设碰撞时间极短,求:
(1)碰后乙的速度的大小;
(2)碰撞中总机械能的损失。
3. 如图所示,足够长的木板B放在光滑的水平面上,木块A放在木板B最左端,A和B之间的接触面粗糙,动摩擦因数为μ。且A和B质量相等,均为m。初始时刻木块A速度大小为v,方向向右。木板B速度大小为2v,方向向左。 试求:
  (1) A和B最终的速度;
  (2) 木板B的长度最小值。
4. 如图所示,质量为m的子弹,以水平初速度v0射入静止在光滑水平面上质量为M的长木块内,并嵌入其中。若木块对子弹的平均阻力为f,求子弹射入木块的深度。
5. 如图所示,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=400m/s的子弹击中,子弹嵌在其中(打击时间极短),并随物体A一起向右压缩轻质弹簧,已知物体A的质量是m1=0.99kg,B的质量是m2=1kg,子弹的质量是m0=0.01kg。求∶
(1)物体A获得的最大速度v1;
(2)求从子弹作用物体A到弹簧压缩最短这一过程中整个系统损失的机械能和弹簧最大弹性势能。
6. 如图所示,光滑水平面上有一质量为2M、半径为R (R足够大)的圆弧曲面C,质量为M的小球B置于其底端,另一个小球A质量为,小球A以v0= 6m/s的速度向右运动,并与B发生弹性碰撞,不计一切摩擦,小球均视为质点,则:
(1) 小球A与B发生弹性碰撞后两球的速度;
  (2) 小球B运动到最高点时的速率;
(3) 通过计算判断小球B是否与A再次发生碰撞。1.5 碰撞(习题课)
【学习目标】
1. 能结合不种情景分析碰撞中动量和能量关系
2. 培养分析物体运动情景、解决力学问题的能力
【质疑提升1】广义的碰撞,碰撞中的运动、能量分析
1. 质量相同的甲、乙两人站在光滑的冰面上,甲的手中拿有一个球。甲将球抛给乙,乙接到后,又抛给甲,如此反复多次,最后球落在乙的手中。此时甲、乙两人的速率关系是( B )
A.甲、乙两人速率相等 B.甲速率大
C.乙速率大 D.两人仍保持静止状态
2. 一端连接轻质弹簧的物体B静止在光滑水平面上(如图所示)。物体A以速度向右运动压缩弹簧,当弹簧恢复原长时,B的速度为,已知物体B的质量为,试求:
(1)物体A最终的速度;
(2)弹簧在压缩过程中的最大弹性势能。
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3. 如图所示,在光滑水平面上,质量为2m的小球A和质量为3m小球B通过轻弹簧相连并处于静止状态,弹簧处于自然伸长状态;质量为m的小球C以初速度v0沿AB连线向右匀速运动,并与小球A发生碰撞(三个小球大小相同,碰撞时间极短),碰后小球C以速度反弹。求:
(1)碰后瞬间,小球A的速度大小;
(2)弹簧的最大弹性势能;
(3)小球B的最大动能。
4. 如图所示,光滑水平面上放一木板A,质量,小铁块B(可视为质点)质量为,木板A和小铁块B之间的动摩擦因数,小铁块B以的初速度从木板A的左端冲上木板,恰好不滑离木板。()
(1)最终A、B速度相同,共速的速度大小为多少?
(2)全部过程中,A、B组成的系统共损失多少机械能?
(3)薄木板的长度多少?
2
40
20
5.光滑水平面上有一质量为M的滑块,滑块的左侧是一光滑的四分之一圆弧,圆弧半径为R。一质量为m的小球以某一初速度向右运动冲上滑块,刚好没跃出圆弧的上端,之后又从圆弧左端滑离,已知。求:
(1)小球的初速度;
(2)滑块获得的最大速率。
【学科素养提升】
1. 如图所示,质量为mb=3kg的物块b与轻质弹簧相连并静止在光滑水平面上,质量为ma=1kg的物块a以v0=4m/s的初速度向右运动。则在ab两物块与弹簧作用的过程中,下列判断正确的是( D )
A.弹簧对a、b两物块的冲量相同
B.弹簧最短时a的速度最小
C.a物块的最小速度为-2m/s
D.弹簧的最大弹性势能为6J
2. 冰球运动员甲的质量为80 kg,当他以5 m/s的速度向前运动时,与另一质量为100 kg、速度为3 m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止,假设碰撞时间极短,求:
(1)碰后乙的速度的大小;
(2)碰撞中总机械能的损失。
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3. 如图所示,足够长的木板B放在光滑的水平面上,木块A放在木板B最左端,A和B之间的接触面粗糙,动摩擦因数为μ。且A和B质量相等,均为m。初始时刻木块A速度大小为v,方向向右。木板B速度大小为2v,方向向左。 试求:
  (1) A和B最终的速度;
  (2) 木板B的长度最小值。
4. 如图所示,质量为m的子弹,以水平初速度v0射入静止在光滑水平面上质量为M
的长木块内,并嵌入其中。若木块对子弹的平均阻力为f,求子弹射入木块的深度。
5. 如图所示,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=400m/s的子弹击中,子弹嵌在其中(打击时间极短),并随物体A一起向右压缩轻质弹簧,已知物体A的质量是m1=0.99kg,B的质量是m2=1kg,子弹的质量是m0=0.01kg。求∶
(1)物体A获得的最大速度v1;
(2)求从子弹作用物体A到弹簧压缩最短这一过程中整个系统损失的机械能和弹簧最大弹性势能。
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6. 如图所示,光滑水平面上有一质量为2M、半径为R (R足够大)的圆弧曲面C,质量为M的小球B置于其底端,另一个小球A质量为,小球A以v0= 6m/s的速度向右运动,并与B发生弹性碰撞,不计一切摩擦,小球均视为质点,则:
(1) 小球A与B发生弹性碰撞后两球的速度;
  (2) 小球B运动到最高点时的速率;
(3) 通过计算判断小球B是否与A再次发生碰撞。
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