《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

【情境导入】图甲为台球桌上白球去碰撞黑球，图乙为汽车碰撞测试中两车的相向碰撞（碰撞后均静止），从动量和能量的角度分析，这些碰撞有哪些相同点？又有哪些不同点？

答案： 相同点：碰撞过程时间极短，内力远大于外力，碰撞满足动量守恒；
不同点：碰撞过程中系统的机械能损失程度不同，题图甲所示碰撞过程系统损失的机械能占比较小，题图乙所示碰撞过程系统损失的机械能占比较大。

【教材梳理】（阅读教材 P22 完成下列填空）
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______。

答案： 1.不变 2.减少

【师生互动】放在水平气垫导轨上的两组滑块分别进行如图甲、乙所示的实验。
甲 滑块碰撞后分开
乙 滑块碰撞后粘连
任务 1. 图甲中，两个碰撞端装着弹性碰撞架的滑块碰撞后立即分开运动，系统的动量守恒吗？机械能守恒吗？
任务 2. 图乙中，两个碰撞端分别装着撞针、橡皮泥的滑块碰撞后连成一体运动，系统的动量守恒吗？机械能守恒吗？

答案： 任务1.动量守恒；机械能守恒。
任务2.动量守恒；机械能不守恒，而且机械能有损失。

例 1（2024·江苏泰州高二月考）如图为两个质量分别为 $ m $、$ M $ 的 A、B 小球在光滑水平面上发生对心正碰前、后的 $ x - t $ 图像，则下列说法正确的是（ ）


A.A、B 两球的质量比 $ m : M = 1 : 2 $
B.碰撞前、后 A 球动能的减少量大于 B 球动能的增加量
C.碰撞过程中 A 球对 B 球的冲量大小是 B 球对 A 球冲量大小的 3 倍
D.两小球发生的是弹性碰撞
尝试解题：

答案： D 两小球碰撞过程中，根据动量守恒有$mv_0 = Mv_2 +mv_1$，在$x - t$图像中，图线斜率表示速度，由题图可知$v_0 =\frac{8}{2} m/s= 4 m/s$，$v_1 = \frac{-8}{4} m/s = -2 m/s$，$v_2 = \frac{16 - 8}{4} m/s =2 m/s$，解得$m : M = 1 : 3$，故A错误；根据A项分析，可得$\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}mv_1^2 + \frac{1}{2}Mv_2^2$，因此两小球发生的是弹性碰撞，碰撞前、后A球动能的减少量等于B球动能的增加量，故B错误，D正确；因为A、B碰撞过程中动量守恒，故两球动量的变化量大小相等、方向相反，由动量定理得，碰撞过程中A球对B球的冲量大小等于B球对A球的冲量大小，故C错误。故选D。