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5 弹性碰撞和非弹性碰撞
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一、碰撞的分类
1.从能量角度分类
(1)弹性碰撞:系统在碰撞前后动能 。
(2)非弹性碰撞:系统在碰撞后动能 。
(3)完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体或碰后具有共同速度,这种碰撞动能损失最大。
2.从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类
(1)正碰(对心碰撞或一维碰撞):两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的速度方向与 的连线在同一条直线上,碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着 。
(2)斜碰(非对心碰撞):两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线。
不变
减少
两球心
这条直线
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二、弹性碰撞的实例分析
1.两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则碰撞过程遵从动量守恒定律,有m1v1= 。
弹性碰撞中没有动能损失,有 = ,碰后两球速度分别为v1'= ,v2'= 。
2.若m1=m2的两球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则v1'= ,v2'= ,即两者碰后交换速度。
3.若m1≪m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1'= ,v2'=0。表明m1被反向以 弹回,而m2仍静止。
4.若m1≫m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1'= ,v2'= 。表明m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去。
m1v1'+m2v2'
0
v1
-v1
原速率
v1
2v1
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1.正误判断
(1)发生碰撞的两个物体的运动方向一定都发生变化。( )
(2)台球桌上的两个台球碰撞时可以近似看成是正碰。( )
(3)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起,因而不满足动量守恒定律。( )
×
×
解析:正碰又叫对心碰撞,碰撞前后,两个物体的速度都沿同一条直线,它们的动量也都在这条直线上,在这个方向上动量守恒。两个台球的碰撞一般不是在同一条直线上,因此不一定是对心碰撞。
×
解析:碰后粘在一起,也满足动量守恒定律。
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(4)速度不同的两小球碰撞后粘在一起,碰撞过程中没有能量损失。( )
(5)在