第1章 5 弹性碰撞和非弹性碰撞（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

5　弹性碰撞和非弹性碰撞

[学业要求与核心素养]

[对应学生用书P19]

一、弹性碰撞和非弹性碰撞

阅读教材，并回答：

1．在教材第1节图1.1-2的实验中，分析表中的数据

(1)以两个物体为系统，碰撞前后系统总动量守恒吗？

(2)碰撞前系统的总动能和碰撞后系统的总动能守恒吗？

(3)系统减少的动能去哪儿了？

答　(1)守恒　(2)不守恒　(3)转化为内能

2．本节教材例题图1.5-2

(1)碰撞后该系统的速度。

(2)碰撞前、后该系统的总动能如何变化？

(3)碰撞后的总动能为什么减小？

答　(1)见教材　(2)减小　(3)转化为内能

[概念·规律]

1．弹性碰撞：如果系统在碰撞前后动能__不变__，这类碰撞叫作弹性碰撞。

2．非弹性碰撞：如果系统在碰撞后动能__减少__，这类碰撞叫非弹性碰撞。

二、弹性碰撞的实例分析

阅读教材，并回答：

根据教材图1.5-4的已知条件求

1．碰撞后m1 、m2 的速度 v1′和 v2′分别为多少？

答　见教材

2．通过以下三种情况对碰撞后m1 、m2 的速度 v1′和 v2′进行分析。

(1)若m1 ＝m2，则v1′和 v2′如何？

(2)若m1≫m2，则v1′和 v2′如何？

(3)若m1 ≪m2，则v1′和 v2′如何？

答　见教材

(1)发生碰撞的两个物体，机械能一定是守恒的。(　　)

(2)碰撞后，两个物体粘在一起，动量一定不守恒，机械能损失最大。(　　)

(3)两物体发生碰撞的过程中，两物体组成的系统机械能一定增加。(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×

[对应学生用书P20]

探究点一　碰撞的特点

1．碰撞：相对运动的物体相遇，在极短时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程。

2．碰撞的特点：

(1)作用时间极短；

(2)碰撞过程中内力远大于外力；

(3)碰撞过程两物体产生的位移可忽略，几乎在原位置进行；

(4)碰撞过程系统动量守恒。

　甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1 kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为(　　)

A．3 J　　　　　　　　 B．4 J

C．5 J    D．6 J

[解析]　由v-t图可知，碰前甲、乙的速度分别为v甲＝5 m/s，v乙＝1 m/s；碰后甲、乙的速度分别为v甲′＝－1 m/s，v乙′＝2 m/s，甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得m甲v甲＋m乙v乙＝m甲v甲′＋m乙v乙′，解得m乙＝6 kg。则损失的机械能为ΔE＝m甲v甲2＋m乙v乙2－m甲v甲′2－m乙v乙′2，解得ΔE＝3 J，故选A。

[答案]　A

　在例题中，若碰撞过程中两物块损失的机械能为3 J，其他条件不变，下列说法正确的是(　　)

A．甲的质量为1 kg

B．甲的质量为2 kg

C．乙的质量为4 kg

D．乙的质量为8 kg

答案　A

　在例题中，若碰撞前后甲、乙的速度随时间变化如图中实线所示，其他条件不变，则下列判断中正确的是(　　)

A．由图像求得乙的质量是6 kg

B．碰撞前后乙的动量增加了1 kg·m/s

C．碰撞过程中甲给乙的冲量大小为6 N·s

D．碰撞过程中两物块损失的机械能为3 J

解析　由动量守恒定律1×5＋m×1＝－1×1＋m×3，解得m＝3 kg，A错误；碰撞前后乙增加的动量为Δp＝3×3 kg·m/s－3×1 kg·m/s＝6 kg·m/s，B错误；由动量定理，碰撞过程中甲给乙的冲量大小为I＝Δp＝6 N·s，C正确；碰撞过程中两物块损失的机械能为Δp＝ J－ J＝0，D错误。

答案　C

1．如图所示，在光滑的水平面上有2 023个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初动能Ek，使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为(　　)

A．Ek    B．Ek

C．Ek    D．Ek

解析　以第一个小球初速度v0方向的为正方向，将2 023个小球组成的整体看作一个系统，设系统最终的速度为v，运用动量守恒定律得mv0＝2 023mv，解得v＝。则系统损