动量守恒弹性碰撞知识点讲课稿
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动量守恒弹性碰撞知
识点
动量守恒弹性碰撞知识点
一、不同类型的碰撞
(1)非弹性碰撞:碰撞过程中物体往往会发生形变、发热、发声,一般会有动能损失.
(2)完全非弹性碰撞:碰撞后物体结合在一起,动能损失最大.
(3)弹性碰撞:碰撞过程中形变能够完全恢复,不发热、发声,没有动能损失.
二、弹性碰撞的实验研究和规律
质量m1的小球以速度v1与质量m2的静止小球发生弹性碰撞.根据动量守恒
和动能守恒,得m1v1=m1v1′+m2v2′,1
2m1v
2
1
=
1
2m1v′
2
1
+
1
2m2v′
2
2
碰后两球的速度分别为:v′1=(m1-m2)v1
m1+m2
,v′2=
2m1v1
m1+m2
①若m1>m2,v1′和v2′都是正值,表示v1′和v2′都与v1方向相同.(若m1≫
m2,v1′=v1,v2′=2v1,表示m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去)
②若m1 ③若m1=m2,则有v1′=0,v2′=v1,即碰撞后两球速度互换. 三、碰撞的特点和规律 1.发生碰撞的物体间一般作用力很大,作用时间很短,各物体作用前后各自动量变化显著,物体在作用时间内的位移可忽略. 2.即使碰撞过程中系统所受合力不等于零,因为内力远大于外力,作用时间又很短,所以外力的作用可忽略,认为系统的动量是守恒的. 3.若碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能,则系统碰后的总机械能不可能大于碰前系统机械能. 4.对于弹性碰撞,碰撞前后无动能损失;对非弹性碰撞,碰撞前后有动能损失;对于完全非弹性碰撞,碰撞前后动能损失最大. 四、碰撞过程的分析 1.判断依据 在所给条件不足的情况下,碰撞结果有各种可能,但不管哪种结果必须同时满足以下三条: (1)系统动量守恒,即p1+p2=p′1+p′2. (2)系统动能不增加,即E kl+E k2≥E′kl+E′k2或 p21 2m1+ p22 2m2≥ p′21 2m1+ p′22 2m2. (3)符合实际情况,如果碰前两物体同向运动,则后面的物体速度必大于前面 物体的速度,即v 后>v 前 ,否则无法实现碰撞.碰撞后,原来在前的物体的速 度一定增大,且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度,即v′ 前≥v′ 后 ,否则碰撞没有结束.如果碰前两物体相向运动,则碰后两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零. 2.爆炸与碰撞的异同 (1)共同点:相互作用的力为变力,作用力很大,作用时间极短,均可认为系统满足动量守恒. (2)不同点:爆炸有其他形式的能转化为动能,所以动能增加;弹性碰撞时动能不变,而非弹性碰撞时通常动能要损失,动能转化为内能,动能减小.