弹性碰撞与非弹性碰撞

一、碰撞现象

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碰撞:两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用力,而其他的相互作用力相对来说可以忽略不计的过程.

 

按照是否损失机械能分类:

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1.弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做弹性碰撞,即EK1=EK2

2.非弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能不守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞,即EK1>EK2

3.完全非弹性碰撞:碰撞过程中两物体合为一体一起运动,即两物体在非弹性碰撞后以同一速度运动,系统机械能损失最大.

 

按照碰撞前后速度共线分类:

1.对心碰撞:碰撞前后,碰撞的物体速度在一条直线上,称为对心碰撞,也称正碰。

2.非对心碰撞:碰撞前后,碰撞的物体速度不在一条直线上,称为非对心碰撞,也称斜碰。

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二、碰撞的特点:
1相互作用时间极短.
2、相互作用力极大,即内力远大于外力,遵循动量守恒定律.

 

三、常见的碰撞情形:

1、“一动一静”弹性碰撞

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质量为m1的小球,以速度v1碰撞质量为m2的静止小球,碰撞后两球速度分别为v1‘,v2‘ 弹性碰撞,没有机械能损失,满足的规律为

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(1)若m1=m2,可得v1′=0,v2′=v1,相当于两球交换速度.
(2)若m1>m2,则v1′>0;且v2′一定大于0,碰撞后两球同向
  若m1<m2,则v1′<0;且v2′一定大于0,碰撞后,m1球反向弹回
(3)若m2>>m1,则v1-v1,v20,即m1几乎被反向弹回,m2几乎不动
(4)若m1>>m2,则v1′≈v1,v22v1,m1速度几乎不变,m2几乎以m1初速度的二倍向前运动

2、“合二为一”完全非弹性碰撞

质量为m1的小球,以速度v1碰撞质量为m2速度为v2的小球,碰撞后两球速度共速,机械能损失,满足的规律为

m1v1+m2v2=(m1+m2)v′

得到两球碰撞后的速度

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这种情况损失的机械能最大

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四、分析碰撞过程的原则:

1、碰撞前后动量守恒,即pA+pB=pA‘+pB‘.

2、碰撞前后动能不能增加,但是可以减少或者不变,即EK1+EK2EK1+EK2‘.

3、要符合真实场景,比如碰撞前两个物体同向运动,则碰后后边的物体速度一定不能大于前面的物体速度。