第一章 5 弹性碰撞和非弹性碰撞（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册学习笔记（人教版 浙江专版）

该高中物理课件聚焦弹性碰撞和非弹性碰撞，系统讲解碰撞特点、对心碰撞分析及可能性判断原则。通过三组小车碰撞实验（橡皮泥粘住、正常碰撞、弹性碰撞架）导入，结合数据表格对比动量与动能变化，搭建实验现象到概念规律的学习支架。 其亮点在于融合科学探究（实验数据观察分析）、科学思维（弹性碰撞模型建构与推理）和物理观念（动量能量守恒应用），实例涵盖冰壶碰撞、核反应堆减速剂等，训练题分层设计。学生能通过实验与实例深化理解，教师可借助结构化内容提升教学效率。

第 一 章 弹性碰撞和非弹性碰撞 5 1.知道弹性碰撞和非弹性碰撞的特点(重点)。 2.了解对心碰撞的概念，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)。 3.理解实际碰撞中应遵循的三个原则，会对碰撞的可能性进行分析判断。 学习目标 内容索引 课时对点练 一、弹性碰撞和非弹性碰撞 二、弹性碰撞的实例分析 三、碰撞可能性问题 < 一 > 弹性碰撞和非弹性碰撞 1.利用不同的实验装置先后进行小车碰撞实验：第一组实验在两辆小车间安装撞针和橡皮泥，碰撞后两辆小车粘在一起运动；第二组实验拿掉撞针和橡皮泥，两辆小车正常碰撞；第三组实验在小车间安装了弹性碰撞架。下表为通过三组实验数据得到的两辆小车碰撞前后的总动能和总动量，请观察以下数据，寻找规律：   Ek1/J Ek2/J p1/(kg·m·s－1) p2/(kg·m·s－1) 1 0.102 0.049 0.326 0.319 2 0.127 0.086 0.363 0.358 3 0.113 0.106 0.342 0.337 (1)碰撞前后的动量：不同方案中的碰撞实验，在误差允许的范围内，系统的总动量在碰撞前后　　　(填“守恒”或“不守恒”)。 (2)碰撞前后的动能：第一组碰撞实验中，碰撞之后的动能　　　碰撞前的动能；第二组碰撞实验中，碰撞之后的动能 碰撞前的动能；第三组碰撞实验中，在误差允许的范围内，碰撞之后的动能　　　碰撞前的动能。(均选填“大于”“小于”或“等于”) 守恒 小于 等于 小于 2.弹性碰撞和非弹性碰撞 (1)弹性碰撞：如果系统在碰撞前后动能　　　，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　　　，这类碰撞叫作非弹性碰撞。 不变 减少 　如图，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以一定速度继续前进。碰撞后该系统的总动能是否会有损失？若有，求两物体碰撞中损失的动能与碰前总动能的比值。 例1 答案　见解析 根据动量守恒定律得mv＝2mv'， 则v'＝，碰撞前的总动能Ek＝mv2 碰撞后的总动能Ek'＝×2mv'2＝mv2 碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。 碰撞中损失的动能ΔE＝Ek－Ek'＝mv2， 故。 1.完全非弹性碰撞：碰撞后两物体合为一体或者具有共同的速度。 2.完全非弹性碰撞中的半能损失：在一动撞一静的完全非弹性碰撞中，若两物体质量相等，此过程中损失的动能为系统初动能的一半。 总结提升 　如图，在光滑水平面上，一质量为100 g的A球，以2 m/s的速度向右运动，与质量为200 g大小相同的静止B球发生对心碰撞，撞后B球的速度大小为1.2 m/s，取A球初速度方向为正方向，下列说法正确的是 A.该碰撞为弹性碰撞 B.该碰撞为完全非弹性碰撞 C.碰撞前后A球的动量变化量为－1.6 kg·m/s D.碰撞前后A球的动量变化量为－0.24 kg·m/s 针对训练1 √ 以A球初速度方向为正方向， 碰撞过程根据动量守恒可得mAv0＝mAvA+mBvB， 解得A球碰后的速度为vA＝－0.4 m/s， 碰撞前后A球的动量变化量为 Δp＝mAvA－mAv0＝0.1×(－0.4) kg·m/s－0.1×2 kg·m/s＝－0.24 kg·m/s，故C错误，D正确； 碰撞前系统的机械能为 E1＝mA×0.1×22 J＝0.2 J， 碰撞后系统的机械能为E2＝mA+mB×0.1×0.42 J+×0.2× 1.22 J＝0.152 J， 由于E2<E1，且碰后A、B速度并不相同， 则该碰撞不是弹性碰撞，也不是完全非弹性碰撞， 故A、B错误。 返回 < 二 > 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　　　　　　，碰撞之后两球的速度仍会沿着　　　　　，这种碰撞称为正碰，也叫作 　　　　　或　　　　　。 2.若质量为m1的物体以速度v1与原来静止的质量为m2的物体发生正碰，碰撞过程属于弹性碰撞，两物体动量应满足方程m1v1＝____________ 碰撞前后动能应满足方程 m1_______________ 解得v1'＝ ，v2'＝ 。 同一条直线上 这条直线 对心碰撞 一维碰撞 m1v1'+m2v2' m1v1'2+m2v2'2 v1 v1 以碰前质量为m1的物体速度的方向为正方向 (1)若m1＝m2，则有v1'＝ ，v2'＝ ，即碰撞后两物体速度　　　。 (2)若m1>m2，则v1'　　0，v2'　　0(均填“>”“＝”或“<”)，表示v1'和v2'都与v1方向　　　(填“相同”或“相反”)。 (3)若m1<m2，则v1'　　0(填“>”“＝”或“<”)，表示v1'与v1方向_____ (填“相同”或“相反”)。 (4)继续思考： ①若m1≫m2，则v1'＝ ，v2'＝ ； ②若m1≪m2，则v1'＝ ，v2'＝ 。 0 v1 互换 > > 相同 < 相反 v1 2v1 －v1 0 思考与讨论 　如图所示，质量mA＝0.2 kg、mB＝0.3 kg且大小相同的两小球A、B均静止在光滑水平面上。现给A球一个水平向右的初速度v0＝5 m/s，之后与B球发生对心碰撞。若A、B两球发生的是弹性碰撞，求碰后A球和B球的速度大小分别是多少？ 例2 答案　1 m/s　4 m/s 两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以水平向右为正方向，有 mAv0＝mAvA+mBvB mAmA+mB 解得vA＝－1 m/s，vB＝4 m/s。 故A球和B球速度大小分别是1 m/s和4 m/s。 拓展　(1)如果A、B碰撞后粘在一起，则碰后A、B一起运动的速度为多大？此时系统动能损失为多少？ 答案　由mAv0＝(mA+mB)v得v＝2 m/s ΔE＝mA(mA+mB)v2＝1.5 J。 (2)若碰撞过程中，系统动能损失情况未知，则碰撞后B球的速度在什么范围内？ 答案　2 m/s≤vB≤4 m/s 一动一静碰撞问题的讨论 质量为m1的球a以速度v1和静止的质量为m2的球b发生正碰，碰后球a、b的速度分别为v1'和v2'。根据能量损失情况不同，讨论碰后可能出现的情况如下： (1)弹性碰撞：v1'＝v1，v2'＝v1。 (2)完全非弹性碰撞：v1'＝v2'＝v1。 (3)一般情况下： v1≤v1'≤v1， v1≤v2'≤v1。 总结提升 　在核反应堆里，用石墨作减速剂，使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断碰撞而被减速。假设中子与碳核发生弹性正碰，且碰撞前碳核是静止的。已知碳核质量近似为中子质量的12倍，中子原来的动能为E，求经过一次碰撞后中子的动能。 针对训练2 答案　E 规定碰撞前瞬间中子的速度方向为正方向，弹性正碰遵循动量守恒和能量守恒两个规律。 设中子的质量为m，碳核的质量M， 有mv0＝mv1+Mv2，mm+M，M＝12m 整理得 v1＝v0＝v0＝－v0， 则经过一次弹性碰撞后中子的动能 E1＝mm(－v0)2＝E。 返回 动量守恒定律不仅适用于宏观物体间的相互作用，也适用于微观粒子间的相互作用，所以动量守恒定律比牛顿运动定律更具有普遍性。 总结提升 < 三 > 碰撞可能性问题 　(多选)(2023·宁波市奉化区期末)如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为mA＝4 kg，mB＝2 kg，速度分别是vA＝3 m/s(设为正方向)，vB＝－3 m/s，则它们发生正碰后，速度的可能值分别为 A.vA'＝－1 m/s，vB'＝5 m/s B.vA'＝－2 m/s，vB'＝6 m/s C.vA'＝2 m/s，vB'＝－1 m/s D.vA'＝0.5 m/s，vB'＝2 m/s 例3 √ √ 两球组成的系统碰撞过程要满足：①系统动量守恒；②系统机械能不增加；③不违反实际速度可行性。以小球重心所在水平面为零势能面，碰前系统总动量为p总＝4×3 kg·m/s+2×(－3) kg·m/s＝6 kg·m/s，碰前系统机械能为Ek总＝×4×32 J+×2×(－3)2 J＝27 J。若vA'＝－1 m/s，vB'＝5 m/s，不违反实际速度可行性，碰后系统动量和机械能分别为p总'＝4×(－1) kg·m/s+2×5 kg·m/s＝6 kg·m/s，Ek总'＝×4×(－1)2 J+×2 ×52 J＝27 J，动量守恒，机械能也守恒，故A可能，符合题意； 若vA'＝－2 m/s，vB'＝6 m/s，则碰后系统动量p总'＝4×(－2) kg·m/s+2× 6 kg·m/s＝4 kg·m/s，系统动量不守恒，故B不可能，不符合题意； 若vA'＝2 m/s，vB'＝－1 m/s，违反速度实际可行性，发生二次碰撞，故C不可能，不符合题意； 若vA'＝0.5 m/s，vB'＝2 m/s，不违反速度实际可行性，碰后系统动量和 机械能为p总'＝4×0.5 kg·m/s+2×2 kg·m/s＝6 kg·m/s，Ek总'＝×4× (0.5)2 J+×2×22 J＝4.5 J，故D可能，符合题意。 返回 碰撞能发生遵从的三个原则： (1)系统动量守恒，即p1+p2＝p1'+p2'。 (2)系统动能不增加，即Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'或+≥+。 (3)速度要合理： ①若碰前两物体相向运动：碰后两物体的运动方向不可能都不改变。 ②若碰前两物体同向运动：碰前一定满足v后>v前。碰后两物体反向运动或做v前'≥v后'的同向运动。 总结提升 < 四 > 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B AD AD A D A A 题号 9 10 11 12 13 答案 C B BC (1)3 m/s　(2)500 N　(3)60 J B 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 考点一　弹性碰撞和非弹性碰撞 1.下列关于碰撞的理解正确的是 A.碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生 　了显著变化的过程 B.在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的 　动能守恒 C.如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞 基础对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 碰撞是十分普遍的现象，它是指相对运动的物体相遇时在极短时间内它们的运动状态发生显著变化的过程；一般内力远大于外力，系统动量守恒，动能不一定守恒；如果碰撞中机械能守恒，就叫作弹性碰撞；微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞，故A正确。 13 2.甲、乙两人穿着同款充气“防护服”，由于两人初次穿充气服，走路时控制不好平衡，所以两人发生了碰撞。若甲的质量为m，乙的质量为3m，且以相同的速率v在光滑水平面上发生相向碰撞，碰撞后乙静止不动，则这次碰撞 A.属于完全非弹性碰撞 B.属于弹性碰撞 C.动能损失最多 D.碰撞后甲的速度大小为v √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 设碰撞后甲的速度为v'，以乙的运动方向为正方向，根据动量守恒定律可得3mv－mv＝mv'，故碰后甲的速度为v'＝2v；碰前甲、乙的总动能为Ek＝×3mv2+mv2＝2mv2，碰后甲、乙的总动能为Ek'＝mv'2＝2mv2，由于碰撞前后总动能相等，所以此碰撞为弹性碰撞，故B正确。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 3.(多选)(2023·宁波市慈溪市期末)如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的x－t图像，已知m1＝0.1 kg，由此可以判断 A.碰前m2静止，m1向右运动 B.碰后m1和m2都向右运动 C.由动量守恒可以算出m2＝0.4 kg D.此碰撞过程为弹性碰撞(机械能没有损失) √ √ 由x－t图像的斜率得到，碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态， m1的速度大小为v1＝＝4 m/s，方向只有向右才能与m2相撞，故A正确； 由题图可知，碰后m2的位移变大，说明向右运动，m1的位移变小，说明向左运动，故B错误； 由题图求出碰后m2和m1的速度分别为v2'＝2 m/s，v1'＝－2 m/s 根据动量守恒定律得m1v1＝m2v2'+m1v1'，解得m2＝0.3 kg，故C错误； 碰撞过程中系统损失的机械能为ΔE＝m1m1v1'2－m2v2'2，代入 数据解得ΔE＝0，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 4.(多选)质量分别为m和2m的小球A和B带同种电荷，都放置在光滑、绝缘的水平面上。开始时B球静止，A球从远处以初速度v0向B球运动，它们接近到一个最小距离后又分开。整个运动过程中，A、B的速度都在同一条直线上。在此过程中 A.两球的总动量保持mv0不变 B.两球的总动量先减小后增大 C.两球的总动能保持m不变 D.两球的总动能先减小后增大 √ √ 根据动量守恒，两球的总动量始终为mv0，故A正确，B错误； 两球靠近的过程中，静电力做负功，电势能增大，总动能减小，当两球最近时，总动能最小，当两球分开时，静电力做正功，电势能减小，总动能增大，故C错误、D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 考点二　弹性碰撞的实例分析 5.图甲为冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头，在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与静止的冰壶乙发生碰撞(图乙)，已知两冰壶质量相等，碰撞可看作弹性正碰，下列四幅图中能表示两冰壶最终位置的是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 两冰壶碰撞可看作弹性正碰， 则由动量守恒和能量关系可知 mv0＝mv1+mv2，mm+m， 解得v1＝0，v2＝v0，即两冰壶交换速度，而后乙做匀减速运动直到停止，则两冰壶最终位置如A所示。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 6.(2024·宁波市北仑中学期初考)如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后 A.A向左运动，速度大小为v0 B.A向右运动，速度大小为v0 C.A静止，B也静止 D.A向左运动，速度大小为2v0 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 A、B发生弹性碰撞，取向右为正， 则m·2v0－2mv0＝mvA+2mvB， m×+×2mm+×2m 解得碰后A的速度为vA＝·2v0+(－v0)， 得vA＝－2v0，即A向左运动，速度大小为2v0，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 考点三　碰撞的可能性分析 7.(2024·乐清市知临中学质检)如图所示，动量分别为pA＝6 kg·m/s，pB＝8 kg·m/s的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用ΔpA、ΔpB表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是 A.ΔpA＝－2 kg·m/s，ΔpB＝2 kg·m/s B.ΔpA＝3 kg·m/s，ΔpB＝3 kg·m/s C.ΔpA＝3 kg·m/s，ΔpB＝－3 kg·m/s D.ΔpA＝－12 kg·m/s，ΔpB＝12 kg·m/s √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 若ΔpA＝－2 kg·m/s，ΔpB＝2 kg·m/s， 遵守动量守恒定律， 碰撞后A、B的动量分别为pA'＝pA+ΔpA＝6 kg·m/s+(－2)kg·m/s＝4 kg·m/s， pB'＝pB+ΔpB＝(8+2)kg·m/s＝10 kg·m/s， A的动量减小，B的动量增加， 则碰后A的动能减小，B的动能增加， 总动能可能不增加， 所以是可能的，故A正确； 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 若ΔpA＝3 kg·m/s，ΔpB＝3 kg·m/s， 不遵守动量守恒定律，故B错误； 由于碰撞过程中，B受到向右的冲量，B的动量应增加，ΔpB不可能为负数，故C错误； 若ΔpA＝－12 kg·m/s，ΔpB＝12 kg·m/s， 遵守动量守恒定律，则碰后pA'＝－6 kg·m/s，pB'＝20 kg·m/s， 碰后A的动能不变，B的动能增加，总动能增加， 违反了能量守恒定律，故D错误。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 8.(2024·嘉兴市第五高级中学月考)如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg·m/s，则 A.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5 B.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10 C.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5 D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10 能力综合练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 根据题意可知，A、B两球均向右运动，由p＝mv可知，由于两球质量关系为mB＝2mA，则A球的速度是B球速度的2倍，故左方为A球，根据动量守恒定律可知ΔpB＝－ΔpA＝4 kg·m/s，即碰撞后，A球的动量为2 kg· m/s，B球的动量为10 kg·m/s，根据p＝mv可得，故B、C、 D错误，A正确。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 9.如图所示，在光滑的水平面上有2 022个完全相同的小球等间距地排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初动能Ek，若小球间的所有碰撞均为对心完全非弹性碰撞，则整个碰撞过程中损失的机械能总量为 A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 以第一个小球初速度v0方向的为正方向，由于小球间的所有碰撞均为对心完全非弹性碰撞，每次碰撞后小球速度都相同，故最后每个小球速度都相同，将2 022个小球组成的整体看作一个系统，设系统最终的速 度为v，运用动量守恒守恒得mv0＝2 022mv，解得v＝ 则系统损失的机械能为ΔE＝m×2 022mv2 而m＝Ek，解得ΔE＝。故选C。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 10.(2024·杭州第四中学期末)在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图(a)所示，碰撞前、后两壶运动的v－t图线如图(b)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则 A.两壶发生了弹性碰撞 B.碰后蓝壶速度为0.8 m/s C.碰后蓝壶移动的距离为2.4 m D.碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 由题图可知，碰前红壶的速度v0＝1.0 m/s，碰后速度为v0'＝0.2 m/s，碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得mv0＝mv0'+mv 代入数据解得v＝0.8 m/s 由于m>mv0'2+mv2，碰撞过程机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞， A错误，B正确； 根据图线与横轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大 小x＝t＝×5 m＝2 m，C错误； 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 根据v－t图像的斜率绝对值表示加速度大小，可知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度，两者的质量相等，由牛顿第二定律可知，碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力，D错误。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 11.(多选)(2024·浙江省高二期中)如图甲所示，“充气碰碰球”游戏是一项很减压的趣味运动项目。为了研究其中的碰撞规律，简化为如图乙所示的模型：直径相同的A球和B球碰撞前后都在同一水平直线上运动，碰前A球的动量pA＝50 kg·m/s，B球静止，碰后B球的动量变为pB＝40 kg·m/s。则两球质量mA与mB间的关系可能是 A.mB＝0.3mA B.mB＝mA C.mB＝1.5mA D.mB＝5mA √ √ 以A球的初速度方向为正方向， 由碰撞过程系统动量守恒得pA＝pA'+pB， 解得pA'＝10 kg·m/s 根据碰撞过程总动能不增加， 有≥+，解得mB≥mA 碰后两球同向运动，A的速度不大于B的速度， 则有≤，解得mB≤4mA 因此，两球质量关系为mA≤mB≤4mA。故B、C正确，A、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 12.如图所示，质量M＝5.0 kg的混凝土砌块静止在光滑的水平地面上，质量m＝1.0 kg的小球以v0＝12 m/s的水平速度向右撞击砌块，碰撞后小球以v＝3 m/s的速度被反向弹回。已知小球与砌块的作用时间为Δt＝0.03 s。 (1)求碰撞后砌块的速度大小； 答案　3 m/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 设砌块碰撞后的速度为v1， 规定水平向右为正方向， 由动量守恒定律得mv0＝m(－v)+Mv1，解得v1＝3 m/s 碰撞后砌块的速度大小为3 m/s。 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 (2)求小球与砌块碰撞时平均作用力的大小； 答案　500 N 设碰撞时平均作用力大小为F，规定向右为正方向， 对砌块由动量定理得FΔt＝Mv1－0，解得F＝500 N， 小球与砌块碰撞时平均作用力的大小为500 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 13 (3)若砌块左侧涂上胶水，使小球与砌块碰后粘在一起，求碰撞过程系统损失的机械能。 答案　60 J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 设碰后两者共同速度为v2，规定向右为正方向， 由动量守恒定律得mv0＝(m+M)v2，解得v2＝2 m/s 设碰撞过程损失的机械能ΔE， 根据能量守恒定律有 ΔE＝m(m+M)，解得ΔE＝60 J 碰撞中系统损失的机械能为60 J。 13 尖子生选练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 13 13.(2024·杭州市第二中学高二期末)1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量比氢核略大一点的中性粒子(即中子)组成。如图，中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核(氮核质量约为中子质量的14倍)，碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是 A.碰撞后氮核的动量比氢核的小 B.碰撞后氮核的动能比氢核的小 C.三个速度大小相比v2最大 D.分别碰撞静止的氢核和氮核后中子均被反弹 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 设中子的质量为m，氢核的质量为m，氮核的质量为14m，设中子和氢核碰撞后中子速度为v3，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mv0＝ mv1+mv3，mm+m，联立解得v1＝v0，v3＝0，设中子和 氮核碰撞后中子速度为v4，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mv0 ＝14mv2+mv4，m×14m+m，联立解得v2＝v0，v4＝－v0，碰撞后氢核的动量大小为p1＝mv1＝mv0，碰撞后氮核的动量大小为p2＝14mv2＝14m·v0＝mv0>p1，可知碰撞后氮核的动量比氢核的大， 故A错误； 13 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 碰撞后氢核的动能大小为Ek1＝mm，碰撞后氮核的动能大小为Ek2＝×14m×14m(v0)2＝m<Ek1，可知碰撞后氮核的 动能比氢核的小，故B正确； 由上述知三个速度大小相比v2最小，故C错误； 中子碰撞静止的氢核后速度变为零，中子碰撞静止的氮核后，中子被反弹，故D错误。 13 本课结束 第 一 章 $