碰撞:兩個或兩個以上物體在相遇的極短時間內產生非常大的相互作用力。
碰撞分類:
(1)彈性碰撞:碰撞后物體的形變可以完全恢復,且碰撞前后系統的總機械能不損失E1=E2。
(2)非彈性碰撞:碰撞后物體的形變只有部分恢復,系統有部分機械能損失E1>E2。
(3)完全非彈性碰撞:碰撞過程中物體的形變完全不能恢復,物體合為一體一起運動,即兩物體在非彈性碰撞后以同一速度運動,系統損失的機械能最大。
【例1】如圖所示,在光滑的水平面上,兩個質量物體的質量都是m,碰撞前一個物體以Vo向另一個物體撞去,碰撞后變成一個整體以相同的速度一起運動,求:
1.碰撞后兩物體的速度
由動量守恒定律:mVo=2mv?v=Vo/2
2.碰撞前系統的總動能
3.碰撞后系統的總動能
Eko>Ek,碰撞過程中有機械能損失
碰前
碰后
1、完全彈性碰撞
2、非彈性碰撞
3、完全非彈性碰撞(碰后有共同速度)
特點:共速,動能損失最大
“一動一靜”彈性碰撞規律(重點!)
情 景:在光滑的水平面上,質量為m1物體以水平速度V1碰撞靜止的質量m2的物體,如下圖所示。
動量守恒:
機械能守恒:
聯立可得:
討論結果:
(1)當m1=m2時,v1‘=v2 ,v2‘=v1,兩球碰撞時交換速度。
(2)當m1>>m2,且v2=0時,v1’≈v1,v2‘ ≈2v1,即一個質量很大的球體,當它的與質量很小的球體相碰時,它的速度不發生顯著的改變,但是質量很小的球卻以近似于兩倍于大球體的速度運動。
(3)若m1<<m2,v2=0,則v1‘≈-v1,v2‘=0,m1反彈,即質量很大且原來靜止的物體,在碰撞后仍保持不動,質量小的物體碰撞后速度等值反向。