1.5.1 弹性碰撞与非弹性碰撞 导学案-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理导学案聚焦弹性碰撞与非弹性碰撞，通过台球碰撞、汽车碰撞测试等生活实例导入，引导学生从动量和能量角度分析碰撞的相同点与不同点，搭建动量守恒知识与碰撞分类的学习支架，帮助学生理解碰撞特点及分类。 资料以导学问题驱动科学探究，知识整理结合分类与实例分析，例题涵盖动碰静、动碰动及传送带情境，培养学生模型建构与科学推理能力，习题层次分明，助力学生运用动量和能量观点解决实际问题，提升物理观念与科学思维素养。

1.5.1弹性碰撞与非弹性碰撞 [学习目标]　 1.知道弹性碰撞、非弹性碰撞的特点(重点)。 2.了解对心碰撞和非对心碰撞的概念(重点)。 3.能运用动量和能量的观点分析解决一维碰撞的实际问题(重难点)。 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 【导学】碰撞是我们日常生活中常见到的现象，台球桌上台球的碰撞(图甲)，汽车碰撞测试中两车的相向碰撞(碰撞后均静止)(图乙)等，这些碰撞有哪些相同点？又有哪些不同？(从动量和能量的角度进行分析) 【知识整理】 1．弹性碰撞和非弹性碰撞 （1）碰撞的特点 ①时间特点：在碰撞现象中，相互作用的时间很短。 ②相互作用力的特点：在相互作用过程中，相互作用力先是急剧增大，然后急剧减小，平均作用力很大。 ③动量守恒条件的特点：系统的内力远远大于外力，所以系统即使所受合外力不为零，外力也可以忽略，系统的总动量守恒。 ④位移特点：碰撞过程是在一瞬间发生的，时间极短，在物体发生碰撞的瞬间，可忽略物体的位移，认为物体在碰撞前后仍在同一位置。 ⑤能量特点：碰撞前总动能Ek与碰撞后总动能Ek′，满足Ek≥Ek′。 （2）碰撞的分类 ①弹性碰撞：系统在碰撞前后动能______。 ②非弹性碰撞：系统在碰撞后动能______。 二、弹性碰撞的实例分析 【导学】如图所示，质量为m1的小球A以速度v1向右与质量为m2的静止小球B发生碰撞，若两者间的碰撞是弹性碰撞且两球碰撞前后的速度均在一条直线上。 根据下列提示，求碰后A、B两球的速度v1′、v2′。 【知识整理】 2．弹性碰撞的实例分析 (1)正碰：两个小球相碰，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在_____上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞也叫作____碰撞或___碰撞。 (2)弹性正碰的特点：假设物体m1，以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性正碰。 ①与碰撞后系统的_____相同，____相同。 ②两球质量相等时，碰撞的特点是_______________________。 (3)m1>m2时，碰撞的特点是m1和m2都向前运动，且m1的速度____m2的速度。 (4)m1<m2时碰撞的特点是m2____运动，m1被____。 (5)m1≫m2，m1的速度____改变，而m2被撞后以______的速度向前运动。 (6)m1≪m2，m1以原来的速率向___方向运动，而m2仍然_____。 【例题】 一、动碰静 3．如图，光滑水平面上一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m、静止的B球发生对心正碰。碰后A的速度方向与碰撞前相反，则碰后B的速度大小可能是（     ） A．0.40v B．0.50v C．0.60v D．0.80v 4．将两质量分别为和的物体放在光滑的水平面上，现给两物体沿水平方向的初速度，如图所示为两物体正碰前后的位移随时间的变化规律。已知，则（     ） A．图线2为碰后物体的图像 B．碰撞前物体的速度大小为 C．物体 D．两物体发生的是非弹性碰撞 5．如图所示，质量为的物块静止在光滑水平面上，另一个质量为的物块以水平速度向右匀速运动，与发生弹性正碰，碰撞时间为。求： (1)碰撞分离后物块和物块的速度分别为多大； (2)碰撞过程中物块所受物块平均冲击力的大小。 二、动碰动 6．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1 kg，mB=2 kg，vA=6 m/s，vB=2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（     ） A．， B．， C．， D．， 7．如图是P、Q两小球碰撞过程的图像，虚线和实线分别表示P球和Q球的运动情况，则（　　） A．P球的质量大于Q球的质量 B．Q球的质量大于P球的质量 C．碰撞是弹性碰撞 D．碰撞是非弹性碰撞 8．如图所示，水平传送带AB长度，以恒定的速率顺时针方向匀速转动，传送带右侧有一光滑的平台与传送带等高（不计与传送带的间隙）。质量为的物块Q放在光滑平台的左端，将一个质量的物块P轻放到传送带的左端A点，物块P与传送带的动摩擦因数，物块P与物块Q之间发生的碰撞为弹性正碰，取重力加速度，求： (1)第一次碰撞后瞬间物块P和物块Q的速度； (2)最终物块Q的速度大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 导学： 相同点是碰撞过程持续时间极短，此过程中内力远大于外力，碰撞满足动量守恒;不同点是碰撞过程中机械能损失有多有少，图甲损失的机械能相比碰撞前的机械能占比较小.图乙损失的机械能相比碰撞前的机械能占比 较大. 1． 不变 减少 导学： 2．(1) 同一条直线 对心 一维 (2) 动量 动能 两球速度交换 (3)小于 (4) 向前 反弹 (5) 几乎不 2v1 (6) 相反 静止 3．C 【详解】设碰撞后A的速度为，B的速度为，根据动量守恒可得 由于碰后A的速度方向与碰撞前相反，则有，可得 若A、B发生弹性碰撞，根据机械能守恒可得 解得 则碰后B的速度大小可能为 故选C。 4．C 【详解】AB．根据图像的斜率表示物体的速度，可知碰前、速度分别为， 即沿着正方向运动与静止的发生碰撞，则碰后一定沿正方向运动，可知图线1为碰后物体的图像，图线2为碰后物体的图像，故AB错误； C．由图像可知碰后、速度分别为， 由动量守恒可得 联立解得，故C正确； D．碰前系统的机械能为 碰后系统的机械能为 可知两物体发生的是弹性碰撞，故D错误。 故选C。 5．(1)1m/s，2m/s (2)40N 【详解】（1）规定向右为正方向，对A碰B过程，由于是弹性碰撞，根据动量守恒有 根据机械能守恒有 联立解得， 可知碰撞分离后物块A和物块B的速度大小分别为1m/s、2m/s。 （2）对A碰B过程，对B，根据动量定理有 代入题中数据，解得物块B所受物块A平均冲击力的大小 6．A 【详解】首先计算碰撞前系统的总动量和总动能 总动量： 总动能： A．碰后，不会发生二次碰撞，符合速度合理性；总动量，动量守恒；总动能，动能不增加，故A正确； B．碰后，A速度大于B，会发生二次碰撞，不符合实际碰撞规律，故B错误； C．碰后总动量，动量不守恒，故C错误； D．碰后总动量，动量守恒，但总动能，动能增加，不符合碰撞能量规律，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】AB．设P、Q两小球的质量分别为、，碰前P、Q两小球的速度大小分别为、，由动量守恒定律得 解得，故AB错误； CD．由于，那么碰前的机械能为 碰后的机械能为 所以，可知为弹性碰撞，故C正确，D错误。 故选C。 8．(1)物块P的速度大小为，方向向左；物块Q的速度大小为，方向向右 (2) 【详解】（1）物块P在传送带上运动的加速度大小 物块P与传送带共速需要经过的位移 所以物块P与物块Q碰前的速度为 物块P与物块Q碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有， 解得， 所以第一次碰撞后瞬间，物块P的速度大小为，方向向左；物块Q的速度大小为，方向向右。 （2）物块P碰后反弹，向左匀减速运动的最大位移 物块P向右匀加速运动到B点的速度为 物块P第二次与物块Q弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有， 解得， 因 所以最终物块Q的速度大小为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $