弹性碰撞（也称为完全弹性碰撞，本文统称为弹性碰撞）是高中物理中重点研究的一种碰撞类型。 笔者通过查阅现行高中物理教材的不同版本，发现它们对弹性碰撞的定义有不同的表述。 人民教育出版社普通高中课程标准实验教材-物理-选修3-中对弹性碰撞的定义是：如果碰撞过程中机械能守恒，则这种碰撞称为弹性碰撞；如果碰撞过程中机械能守恒，则这种碰撞称为弹性碰撞；如果机械能守恒，则这种碰撞称为弹性碰撞。 在人民教育出版社普通高中课程标准实验教材-物理-选修3-5中，定义是：两个滑块碰撞前后的总动能（这里的滑块是根据课本上给出的探究实验，一般指两个物体）保持不变，这种碰撞称为弹性碰撞； 广东教育版普通高中课程标准实验教材？ 物理？ 选3-5个球（这里的两个球也是结合课本上的两个小球碰撞实验，更笼统地说，指两个物体）碰撞后，形变能量完全恢复，则没有能量损失。 两个小球组成的系统碰撞前后的动能相等。 我们称这种碰撞为完全弹性碰撞； 普通高中课程标准实验教材Luko版《物理》 选修3-5中的定义是：理想情况下，物体受到撞击后，其形变能完全恢复，不产生热量或声音，也没有动能损失。 这种碰撞称为弹性碰撞； 在上海科学版普通高中课程的标准实验教材中？ 物理？ 选修3-5，定义是：在物理学中，动量和动能都守恒的碰撞称为弹性碰撞。 虽然不同版本的高中物理教材对弹性碰撞的定义不同，但本质是一样的，即碰撞前后系统动能守恒的碰撞就是弹性碰撞。 而且，在高中物理的实际教学中，教师、学生也是这样理解弹性碰撞的，这种情况也可以从弹性碰撞的习题和试题中反映出来。
但通过对碰撞问题的研究，作者认为从碰撞前后系统动能守恒的角度来定义弹性碰撞是有问题的。 本文将对这一问题进行分析和讨论，并在此基础上对中学物理教材中弹性碰撞的定义提出修改建议。 高中教科书中弹性碰撞的定义不正确。 目前的高中物理教科书通过研究不同情况下的一维碰撞来讨论动能的变化。 当两个物体正面碰撞时，碰撞过程中两个物体相互作用的冲击力非常大，相互作用时间极短。 此时，碰撞系统上的其他常规力相对于冲击力来说是极小的。 可以忽略碰撞系统产生的冲量和所做的功，忽略碰撞系统在碰撞过程中产生的声音和光（下面关于碰撞问题的讨论都是在这种理想情况下进行的），那么在整个碰撞过程中碰撞过程仅存在系统本身动能和势能之间的相互转换。 根据目前高中物理课本上对弹性碰撞的定义，碰撞前后系统的动能守恒，也就是说物体在碰撞过程中由于形变而产生的势能可以完全转化为动能。系统的能量。 也就是说，物体在碰撞过程中发生的是弹性变形，物体的变形在碰撞后可以完全恢复。 可见，碰撞前后系统动能守恒是建立在物体能够完全恢复变形的基础上的。 如果碰撞后物体的变形不能完全恢复，那么碰撞前后系统的动能必然不守恒。 由上述分析可知，碰撞前后系统的动能一定守恒。 前提是物体在碰撞后能够完全恢复变形。 那么，只要物体碰撞后的变形能够完全恢复，碰撞前后系统的动能一定是守恒的吗？ 对于一维碰撞，如果碰撞后物体的变形能够完全恢复，则碰撞前后系统的动能守恒。
然而，如果两个物体以粗糙表面倾斜碰撞，并且碰撞后其变形能完全恢复，那么碰撞前后它们的动能如何变化呢？ 此时，它们除了碰撞点法线方向的相互作用力外，往往还存在切线方向的摩擦力（发生斜向碰撞时，如果两个碰撞物体在切线方向的速度碰撞点相同，则两个碰撞物体之间没有摩擦力，反之，这里我们只讨论碰撞物体之间存在摩擦力的情况。时间与法线方向的冲击力成正比，是一个可以与冲击力相比的更大的力，因此，对于整个碰撞系统来说，摩擦力的存在会导致系统损失部分动能。 ，而这部分动能是不可忽略的高中物理弹性碰撞是哪本书，碰撞后系统的动能小于碰撞前系统的动能，物体完全恢复变形的这种倾斜碰撞也是如此。碰撞，但由于碰撞物体之间的摩擦，其动能减少，是弹性碰撞吗？ 由于碰撞后系统的动能减少，因此按照高中物理教科书目前的定义，它不是弹性碰撞。 事实上，碰撞只是物体之间在极短的时间内发生强烈的相互作用，而弹性是指物体在外力去除后恢复到原来状态的能力。 如果物体在碰撞后能完全恢复变形，则说明物体在碰撞过程中经历了弹性变形，即碰撞点法线方向上的相互作用力为弹力。 也就是说，弹性碰撞与弹性变形和弹力有关。 链接在一起。
对于物体完全恢复变形且碰撞后没有动能损失的一维碰撞，或者碰撞物体之间没有摩擦力的倾斜碰撞，物体在碰撞过程中发生弹性变形，相互作用碰撞点法线方向上的 Force 为弹力，按照目前高中物理教科书中的定义，为弹性碰撞。 对于斜向碰撞，碰撞后物体已经完全恢复了变形，但由于碰撞物体之间的摩擦，动能已大大损失，物体在碰撞过程中也发生弹性变形，此时的定律碰撞点在直线方向上的相互作用力也是弹力，但根据目前高中物理课本中的定义，它不属于弹性碰撞。 碰撞后，物体也完全恢复了变形，并且在碰撞点的法线方向上也存在相同性质的相互作用力，但并不属于同一碰撞类型，这显然是不合适的。 事实上，一些大学物理教材中弹性碰撞的定义是从恢复系数的角度出发的。 牛顿通过实验发现，两个球碰撞前后法向速度的变化与球的材料特性有关。 对于两个具有一定材质的小球，两个球在法线方向上相互远离的速度与两个球碰撞前的速度相同。 球的接近速度之比是一个常数。 这个比率称为恢复系数。 常用的是e（e=v2-v1v10-v20。v2-v1表示碰撞后两个物体法向向上的相对速度。v10-v20表示碰撞前法向向上的速度。两个物体的相对速度）。 当e=1时，对应于弹性碰撞。 例如，赵开华、罗伟印主编的《新概念物理教程（力学）》将弹性碰撞定义为：e=1是弹性碰撞（原文说e=1是完全弹性碰撞，是为了与前面的说法统一，这里用弹性碰撞来表达）； 同样英语作文，王其深主编的《经典力学》（第一卷）中对弹性碰撞的定义是：我们称e=1的碰撞为弹性碰撞（同理，这里原文将e=1的碰撞称为完全弹性碰撞）为了统一，也用弹性碰撞来表示）。
恢复系数e反映了物体变形恢复的程度。 当e=1时，表示物体的变形可以完全恢复。 此时，两个物体都是完全弹性物体。 也就是说，根据大学物理课本上的定义，只要碰撞后物体的形变能够完全恢复，那么这次碰撞就是弹性碰撞，并不一定要求系统之前的动能是弹性碰撞。且碰撞后守恒为弹性碰撞。 可见，大学物理教材从恢复系数的角度来定义弹性碰撞，将弹性碰撞与弹性变形以及法线方向相互作用的弹力联系起来。 笔者认为，大学教材中的定义是一个合理的定义，能够体现弹性碰撞的普遍本质。 根据这个定义，碰撞后物体完全恢复变形但由于碰撞物体之间的摩擦而动能减少的倾斜碰撞应归类为弹性碰撞。 这与高中物理课本上的定义是一致的。 得出的结论是矛盾的。 显然，高中物理教材中弹性碰撞的定义与大学物理教材中的定义存在本质区别。 这样做的后果是，学生在学习了高中物理课本上有关弹性碰撞定义的知识后，当他们在大学再次遇到碰撞话题时，他们会深受高中时存在的弹性碰撞概念的影响。 。 他们仍然会习惯性地处理高中给出的弹性碰撞的定义，而不是对大学物理教材中给出的定义进行深入的思考和研究，这会给他们后续的学习带来一定的困难。 障碍。 修改高中教材弹性碰撞定义的建议 综上所述，高中物理教材弹性碰撞定义存在缺陷——未能正确地将弹性碰撞的概念与法线方向作用的力结合起来。碰撞的弹性物体。 属性是统一的。
虽然大学物理教材中从恢复系数角度定义的弹性碰撞能够体现其普遍本质，但考虑到高中生的知识基础，我们不能直接将大学物理教材中弹性碰撞的定义写入高中物理教材。 。 但从前面的描述我们已经知道，当恢复系数e=1时，意味着物体在碰撞后可以完全恢复其变形，反之亦然。 基于此，我们可以这样定义弹性碰撞：在理想情况下（碰撞过程中碰撞系统的声光可以忽略），两个物体碰撞后，如果两个物体的变形能够完全恢复，这样的碰撞称为弹性碰撞。 。 对弹性碰撞的定义进行这样的修改后，不仅消除了高中物理教材中弹性碰撞定义的不足，而且使其与大学物理教材中弹性碰撞的定义基本一致。 高中时，学生遇到的弹性碰撞练习题和试题都是一维的（正面碰撞）。 至于弹性斜碰撞，一般只出现在物理竞赛中。 而且，通过前面的讨论，不难得出，当物体之间发生一维弹性碰撞时，碰撞前后系统的动能都是守恒的。 碰撞后动能不守恒的弹性碰撞只有在弹性斜碰撞中才可能发生。 出现（如物体间摩擦力的弹性斜向碰撞）。 因此，在给出高中物理课本上弹性碰撞的上述修改定义后，必须做一些补充说明：对于一维弹性碰撞（弹性前向碰撞），碰撞前后系统动能守恒； 而对于弹性斜碰撞，如果碰撞过程中没有产生热量（碰撞物体之间没有摩擦力），那么碰撞前后系统的动能也是守恒的。 相反，碰撞前后系统的动能不守恒。
对教材内容进行这样的补充后高中物理弹性碰撞是哪本书，在高中时，当学生遇到有关弹性碰撞（一维弹性碰撞）的习题和考题时，学生仍然可以在需要时组合动量，而不改变原有的习题。 碰撞前后守恒定律和动能守恒求解相关练习。 而对于物理竞赛中才出现的弹性斜碰撞，尤其是物体之间存在摩擦力的弹性斜碰撞，由于此时对学生知识和能力的考核不再局限于高中物理知识，学生需要掌握恢复系数。 e及其与弹性碰撞的关系，此时学生可以结合恢复系数来解决相关问题。 ？教义研究？