1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修一（人教版·江苏专版）

**基本信息** 以“基础对点练-能力提升练-素养培优练”分层，覆盖弹性碰撞和非弹性碰撞知识点，从概念辨析到综合应用，梯度递进，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础对点练|弹性碰撞和非弹性碰撞概念、简单实例分析|含概念辨析（如碰撞定义判断）、实际情境题（冰壶比赛），巩固动量守恒等物理观念| |能力提升练|带电粒子作用、牛顿摆实验、弹珠碰撞等综合应用|跨知识点融合（电势能与动量）、实验探究分析，培养科学推理与模型建构能力| |素养培优练|单摆碰撞后滑行综合问题|多过程问题（下摆-碰撞-滑行），需能量守恒与动量守恒联用，提升复杂情境解决能力|

5.弹性碰撞和非弹性碰撞 知识点一　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 2.（2025•苏州期中）在冬奥会冰壶比赛中，一冰壶沿着赛道做直线运动，与另一相同的冰壶发生弹性正碰。忽略冰壶与冰面间的摩擦力，下列关于两个冰壶动量随时间的变化关系可能正确的是（　　） 3.（2026•沛中－矿附联考）如图所示，在光滑的水平面上有2 024个质量均为m的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初速度v0，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碰撞，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为（　　） A．　 B． C．　 D． 4.（2025•苏州星海高级中学月考）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0.6 m/s C．碰后蓝壶移动的距离为2.0 m D．碰后红壶所受摩擦力等于蓝壶所受摩擦力 知识点二　弹性碰撞的实例分析 5.（2025•南京开学考试）如图所示为杂技表演“胸口碎大石”。其原理可解释为，当大石获得的速度较小时，下面的人感受到的震动就会较小，人的安全性就较强。若大石块的质量是铁锤的120倍，则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的（　　） A．　　 B．　　 C．　　 D． 6.（2026•南京开学考试）质量为3m、速度为v的A球跟质量为2m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，则碰撞后B球的速度可能为（　　） A．v　　 B．v　　 C．v　　 D.2v 7.（2025•无锡期末）半径相等的两个小球甲和乙，在光滑水平面上沿同一直线相向运动。若甲球的质量大于乙球的质量，碰撞前两球的动能相等，则碰撞后两球的运动状态可能是（　　） A．两球的速度均为零 B．甲球的速度为零而乙球的速度不为零 C．乙球的速度为零而甲球的速度不为零 D．两球的速度方向均与原方向相反，两球的动能仍相等 8.（2025•徐州期中）A、B两个粒子都带正电，B的电荷量是A的2倍，B的质量是A的4倍，A以动能E向静止的B粒子飞去，经过相互作用又被弹开，设作用前后它们的轨迹都在同一条直线上，则在作用过程中A、B两个粒子电势能的最大值是（　　） A．E　　 B．E　　 C．E　　 D．E 9.（2025•南京期中）如图所示，牛顿摆是一组相互紧挨且悬挂在同一水平线上的相同小钢球，小明用牛顿摆进行探究活动，下列四组实验中左图为释放前的初始状态，右图为他预测的某些球升至最高点的状态，则下列选项中可能与实际情况相符的是（　　） 10.（2025•常州期中）如图所示，小桐和小旭在可视为光滑的水平地面上玩弹珠游戏。小桐瞬间将弹珠甲对着小旭脚边的静止弹珠乙弹出，甲以初速度v0与乙发生了弹性正碰，已知弹珠可以视为光滑，则（　　） A．若碰后甲、乙同向运动，则甲的质量可能小于乙的质量 B．若碰后甲反弹，则甲的速率可能为1.2v0 C．碰后乙的速率不可能为3v0 D．若碰后甲反弹，则甲的速率不可能大于乙的速率 11.中国空间站是一个在轨组装成的具有中国特色的太空实验室系统。如图a，空间站内的航天员在方格布前研究两球碰撞的实验，静止释放质量为3m的A球，同时给质量为m的B球初速度vB向A球球心运动。某同学通过软件连续截取了三张实验视频图片如图b，忽略碰撞时间。 （1）碰撞后A球的速度为vA′，则vA′∶vB是多少？ （2）根据实验的相关信息，说明两球间的碰撞是否为弹性碰撞。 12.（2025•无锡期中）如图用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平拉直状态。现将a由静止释放，当物块a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后b滑行的最大距离为s。已知b的质量是a的2倍。b与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。求： （1）碰撞后瞬间物块b的速度大小； （2）轻绳的长度。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.弹性碰撞和非弹性碰撞 1.A　碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时在极短时间内运动状态发生显著变化的一种现象，一般内力远大于外力，系统动量守恒，动能不一定不变。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。 2.D　设两冰壶的质量均为m，入射冰壶碰撞前的速度为v0，碰撞后的速度为v1，被碰冰壶碰撞后的速度为v2，两冰壶发生弹性正碰，根据动量守恒定律有mv0=mv1＋mv2，根据机械能守恒定律有m=m＋m，联立解得v1=v0=0，v2=v0=v0可知，碰撞后两冰壶速度互换，则碰撞后入射冰壶的动量为0，被碰冰壶的动量等于碰撞前入射冰壶的动量，故选D。 3.B　以第一个小球初速度v0的方向为正方向，将2 024个小球组成的整体看作一个系统，设系统最终的速度为v，根据动量守恒定律得mv0=2 024mv，解得v=，则系统损失的机械能为ΔE=m－×2 024mv2，解得ΔE=，故选B。 4.C　由图b可知碰前红壶的速度为v0=1.0 m/s，碰后速度为v1=0.2 m/s，可知碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v2，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=mv1＋mv2，解得v2=0.8 m/s，由于m＞m＋m，知碰撞过程机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞，故A、B错误；由于红壶v－t图像的斜率表示加速度结合图b可知，a= m/s2=－0.2 m/s2，当两壶不相碰，红壶停止运动vt=0时，由图b知v0′=1.2 m/s，红壶停止运动所用的时间为t==6 s，根据v－t图像与坐标轴围成的面积表示位移，可得碰后蓝壶移动的位移大小x=×m=2.0 m，故C正确；根据v－t图像的斜率表示加速度，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，故D错误。 5.B　如果发生的是完全非弹性碰撞，取竖直向下为正方向，由动量守恒定律得mv0=（m＋120m）v，解得v=v0，如果发生的是弹性碰撞，取竖直向下为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0=mv1＋120mv2， m=m＋×120m，解得v2=v0≈v0，所以撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的和之间。故选B。 6.B　当两球发生完全非弹性碰撞时，B球的速度最小，根据动量守恒定律有3mv=5mv1，解得v1=，当两球发生弹性碰撞时，B球的速度最大，根据动量守恒定律有3mv=3mvA＋2mv2，根据能量守恒定律得•3mv2=•3m＋•2m，联立解得v2=，故碰撞后B球速度可能值的范围为≤vB≤，故选B。 7.B　根据动量和动能的表达式有p=mv，Ek=mv2，联立解得小球的动量p=，由题意知Ek甲=Ek乙，m甲＞m乙，则有p甲＞p乙，甲、乙相向运动，故甲、乙碰撞后总动量沿甲原来的方向，根据碰撞过程系统动量守恒，可知碰撞后系统总动量不为零，因此碰撞后两球的速度不能都为零；若碰撞后甲的速度为零或继续沿原来的方向运动，乙必弹回，所以乙的速度不可能为零，故A错误，B正确；若碰后乙球的速度为零而甲球的速度不为零，则甲一定弹回，碰后甲、乙系统总动量的方向就发生了改变，此时违背动量守恒定律，故C错误；由A项分析可知，碰撞后系统总动量沿甲的初动量方向，甲不可能反向，故D错误。 8.D　设A的质量为m，则B的质量为4m，当A、B两个粒子共速时，A、B两个粒子电势能的最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律可得mv0=（m＋4m）v，m=（m＋4m）v2＋Ep，又E=m，联立解得Ep=E，故选D。 9.C　相同的小球在碰撞过程中满足动量守恒定律，机械能守恒定律，所以碰撞后进行速度交换，第1个球静止释放后，与第2个球碰撞时，进行速度交换，依次类推，所以最终第5个球获得与第1个球相同的动量，应向右摆到与第1个球相同的高度处，故A错误；第1、2个球向右摆动，最终第4、5个球获得与第1、2个球相同的动量，摆到相同的高度，故B错误；第1、2、3个球一起向右摆动，速度交换后，最终第3、4、5个球获得与第1、2、3个球相同的动量，摆到相同的高度，故C正确；第1、2个球一起向右摆动，第4、5个球一起向左摆动，系统总动量为零，所以速度交换后，最终第1、2个球获得与第4、5个球相同的动量向左摆动，第4、5个球获得与第1、2个球相同的动量向右摆动，最终摆到相同的高度，故D错误。 10.C　甲、乙弹珠碰撞过程动量守恒，机械能守恒，设弹珠甲、乙的质量分别为m1、m2，碰后甲的速度为v1，乙的速度为v2，则有m1v0=m1v1＋m2v2，m1=m1＋m2，联立解得v1=v0，v2=v0，若碰后甲、乙同向运动，则v1＞0，可知甲的质量一定大于乙的质量，故A错误；若碰后甲反弹，且甲的速率为1.2v0，则有－1.2v0=v0，解得m2=－11m1，质量不能为负值，则可知，若碰后甲反弹，则甲的速率不可能为1.2v0，故B错误；若碰后乙的速率为3v0，则有3v0=v0，解得m1=－3m2，质量不能为负值，则可知，碰后乙的速率不可能为3v0，故C正确；若碰后甲反弹，且甲的速率大于乙的速率，则有－v0＞v0，解得m2＞3m1，可知只要m2＞3m1，就可满足碰后甲反弹，且甲的速率大于乙的速率，故D错误。 11.（1）1∶2　（2）见解析 解析：（1）由图b可知，B球碰后的速度大小变为原来的，并规定B球初速度的方向为正方向，系统所受合外力为0， 根据动量守恒定律有mvB=3mvA′＋mvB′ 其中vB′=－vB，解得vA′=vB， 故vA′∶vB=1∶2。 （2）系统碰撞前的机械能E=m 碰撞后系统的机械能 E′=•3mvA′2＋mvB′2=m 可见，碰撞前、后系统的机械能守恒，故两球的碰撞为弹性碰撞。 12.（1）　（2） 解析：（1）设a的质量为m，则b的质量为2m，碰撞后，对物块b，由动能定理可得 －μ•2mgs=0－×2m 解得碰撞后瞬间物块b的速度大小为vb=。 （2）a、b碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，则有 mv0=mva＋2mvb，m=m＋×2m 解得碰撞前瞬间物块a的速度大小为v0= a球从水平位置摆下的过程，根据动能定理可得 mgL=m， 解得轻绳的长度为L=。 学科网（北京）股份有限公司 $