在高中物理课程体系中，动量守恒定律的研究章节占据着举足轻重的地位，同时也是历年高考物理试卷中的高频考点与重点内容。
然而，碰撞问题是许多学生在学习过程中普遍遇到的瓶颈，难以准确区分不同类型的碰撞，也无法清晰理解碰撞过程中的能量转化机制，这是造成学习困境的关键因素。为了帮助同学们克服这一学习障碍，星博老师特别归纳了碰撞现象中的三大分类标准以及必须遵循的三大核心原则，下面我们将逐一探讨这些内容！
碰撞现象的分类
01
弹性碰撞
弹性碰撞，亦称为完全弹性碰撞，是指系统在相互作用力的作用下，仅发生动能的转移而没有任何机械能损失的现象。
例如，当两个大小相近的玻璃球或钢球发生碰撞时，由于材料特性导致动能损失极小，几乎可以忽略不计，这种情况即可视为弹性碰撞的典型实例。
相关公式表述为：m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’，且Ek1＋Ek2=Ek1′＋Ek2。
02
非弹性碰撞
非弹性碰撞是指当非弹性力主导相互作用时，系统部分机械能会转化为内能，导致机械能出现损耗的现象。
例如：高速飞行的子弹穿透木块的过程，或者两个大小相等的橡皮泥球相撞后粘在一起，这些场景都伴随着明显的能量损失。
对应的公式为：m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’，且Ek1＋Ek2＞Ek1′＋Ek2′。
03
完全非弹性碰撞
完全非弹性碰撞是指当相互作用力为完全非弹性力时，机械能向内能转化的程度达到最大值，即机械能损失最为严重的一种碰撞形式。例如：子弹完全嵌入静止的物块中，碰撞后两物体以相同速度运动。
其公式表达为：m1v1+m2v2=（m1+m2）v’，且Ek1＋Ek2＞Ek1′＋Ek2。
在明确了碰撞的不同类型及其各自特征之后，我们不禁要问：在所有碰撞过程中是否都遵循着某些普适性的规律呢？
碰撞现象的三大黄金准则
01
动量守恒定律
p1+p2=p1’+p2′
02
动能不增加原则
03
速度合理性原则
①当两物体碰撞前同向运动时，后者的速度必须大于前者的速度（v后＞v前），否则无法发生有效碰撞。碰撞完成后，原来位于前方的物体速度必然增加，且其速度应大于或等于后方物体的速度（v前＞v后），否则表明碰撞过程尚未结束。
②当两物体碰撞前相向运动时，碰撞后两物体的运动方向不可能同时改变，除非两物体碰撞后均处于静止状态。
在掌握了碰撞的分类方法和基本规律的基础上，接下来我们将深入探讨弹性碰撞这一特定类型所蕴含的特殊规律。
弹性碰撞的深入分析
01
碰撞后速度的计算方法
02
综合讨论
当碰撞前两物体的速度均不为零时，若m1＝m2，则v1′＝v2，v2′＝v1，即两物体发生速度交换。
当碰撞前物体2处于静止状态时：
①若m1＝m2，则v1′＝0，v2′＝v1，碰撞后两物体实现速度交换。
②若m1＞m2，则v1′＞0，v2′＞0，碰撞后两物体沿相同方向运动。
③若m1＜m2，则v1′＜0，v2′＞0，碰撞后质量较小的物体将被反向弹开。
各位同学，通过前面的学习，你们已经掌握了碰撞的不同类型及其规律特点，那么如何将这些理论知识灵活运用于实际解题过程呢？
碰撞问题的解题策略
(1)准确把握各类碰撞的特点及其满足的条件，根据具体情况列出相应的物理方程进行求解。
(2)可以重点记忆一些典型模型的公式，例如在“一动一静”的弹性碰撞模型中，两物体碰撞后的速度关系可以表述为：
(3)熟练掌握弹性正碰的若干重要结论，例如：当两物体质量相等时，碰撞后会发生速度交换；当m1≫m2且v2＝0时，碰撞后质量大的物体保持原速度不变，质量小的物体将以2倍原速率运动；当m1≪m2且v2＝0时，碰撞后质量大的物体仍保持静止，质量小的物体将以原速率反向运动。
在深入理解了碰撞的特性和解题方法之后，让我们通过一个实例来进一步直观感受这些知识的应用！
例题解析
例.甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别为p1＝5 kg·m/s和p2＝7 kg·m/s。甲球从后方追上乙球并发生碰撞，碰撞后乙球的动量变为10 kg·m/s。试推断甲球质量m1与乙球质量m2之间可能的关系是( )
A．m1＝m2 B．2m1＝m2
C．4m1＝m2 D．6m1＝m2
【答案】C