5.碰撞模型:特点,①动量守恒;②碰后的动能不可能比碰前大;

③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。

◆弹性碰撞:m1v1+m2v2=(1)   (2 )

◆一动一静且二球质量相等的弹性正碰:速度交换

大碰小一起向前;质量相等,速度交换;小碰大,向后返。

◆一动一静的完全非弹性碰撞(子弹打击木块模型)

mv0+0=(m+M)  =+E  

E==

E 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E=fd=mg·d=

 

“碰撞过程”中四个有用推论

弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外,还具备:碰前、碰后系统的总动能相等的特征,

设两物体质量分别为m1、m2,碰撞前速度分别为υ1­­、υ2,碰撞后速度分别为u1、u2,即有 :

 m1υ1­­+m2υ2=m1u1+m1u2

  m1υ12­­+m2υ22=m1u12+m1u22

碰后的速度u1和u2表示为: u1=υ1+υ2

u2=υ1+υ2

推论一:如对弹性碰撞的速度表达式进行分析,还会发现:弹性碰撞前、后,碰撞双方的相对速度大小相等,即}:  u2-u11-υ2

推论二:如对弹性碰撞的速度表达式进一步探讨,当m1=m2时,代入上式得:。即当质量相等的两物体发生弹性正碰时,速度互换。

推论三:完全非弹性碰撞碰撞双方碰后的速度相等的特征,即: u­1=u2

由此即可把完全非弹性碰撞后的速度u1和u2表为:  u1=u2=

例3:证明:完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。

证明:碰撞过程中机械能损失表为:  △E=m1υ12+m2υ22m1u12m2u22

由动量守恒的表达式中得:   u2=(m1υ1+m2υ2-m1u1)

代入上式可将机械能的损失△E表为u1的函数为:

△E=-u12u1+[(m1υ12+m2υ22)-( m1υ1+m2υ2)2]

这是一个二次项系数小于零的二次三项式,显然:当    u1=u2=时,

即当碰撞是完全非弹性碰撞时,系统机械能的损失达到最大值

△Em=m1υ12+m2υ22

推论四:碰撞过程中除受到动量守恒以及能量不会增加等因素的制约外,还受到运动的合理性要求的制约,比如,某物体向右运动,被后面物体追及而发生碰撞,被碰物体运动速度只会增大而不应该减小并且肯定大于或者等于(不小于)碰撞物体的碰后速度。

 0  379388  379396  379402  379406  379412  379414  379418  379424  379426  379432  379438  379442  379444  379448  379454  379456  379462  379466  379468  379472  379474  379478  379480  379482  379483  379484  379486  379487  379488  379490  379492  379496  379498  379502  379504  379508  379514  379516  379522  379526  379528  379532  379538  379544  379546  379552  379556  379558  379564  379568  379574  379582  447090 

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