碰撞在物理學(xué)中體現(xiàn)為兩粒子或物體間極短的互相作用(外力的沖量忽略不計)。碰撞前后到場物產(chǎn)生速率,動量或能量改動。由能量轉(zhuǎn)移的辦法區(qū)分為彈性碰撞和非彈性碰撞。彈性碰撞是碰撞前后整個體系的動能安定的碰撞。彈性碰撞的必要條件是動能沒有轉(zhuǎn)成其他情勢的能量(熱能、轉(zhuǎn)動能量),比如原子的碰撞約莫是彈性碰撞也約莫好壞彈性碰撞。非彈性碰撞是碰撞后整個體系的局部動能轉(zhuǎn)換成最少此中一碰撞物的內(nèi)能,使整個體系的動能無法守恒。底下示例的碰撞原理的數(shù)學(xué)表述是由克里斯蒂安惠更斯在1651年到1655年間提出的。
高中物理碰撞成績從能量喪失角度分類:可分為3類:
1.彈性碰撞(抱負)2.非彈性碰撞3.完全非彈性碰撞。
兩物體產(chǎn)生什么典范的碰撞是由質(zhì)料(規(guī)復(fù)系數(shù))決定的。碰撞的產(chǎn)生要滿意3準則:1.體系動量安定;2.體系動能不增;3.速率切合情形(碰撞只產(chǎn)生一次,不成穿越對方)
一、彈性碰撞(規(guī)復(fù)系數(shù)e=1)
牛頓擺
彈性碰撞時是抱負的物理模子(形變能完全規(guī)復(fù)),實踐碰撞都好壞彈性的。
兩個物體互相碰撞,能量不轉(zhuǎn)換為內(nèi)能(如熱或形變),碰撞前動能和與碰撞后動能和相稱。在動量守恒定律中碰撞前的動量(矢量)和相劃一于碰撞后的動量和。
抱負彈性碰撞在大局上是一個物理模子。由于摩擦和其他要素的存在,體系總會喪失動能。干系的模子如臺球和橡膠球。
在原子和基本粒子的碰撞中,依據(jù)量子力學(xué)存在一個最小能,這個最小能給原子或其他粒子以推進力,或在量子物理學(xué)中創(chuàng)造和和轉(zhuǎn)換粒子提供必要條件。這個能量仍舊不敷以產(chǎn)生抱負彈性碰撞。
動量守恒
機器能守恒,體系動能和安定
盤算如下:
移項變形
移項變形
盤算后果:
速率干系
結(jié)論:物體1前后速率矢量和即是物體2前后速率矢量和。
物體1和物體2的碰后速率
對后果舉行討論:
質(zhì)量相稱的兩個物體產(chǎn)生彈性碰撞,將會互換速率。
質(zhì)量相稱的兩個物體產(chǎn)生彈性碰撞
也可以依據(jù)盤算后果討論碰后活動朝向(如會不會反彈)等成績。
動量守恒,動能安定的互相作用都相似于彈性碰撞。
二、完全非彈性碰撞(規(guī)復(fù)系數(shù)e=0)
碰后兩物體粘合在一同,兩物體具有協(xié)同速率,動能喪失最大,盡約莫多的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
如兩個橡皮泥球在碰撞后互相粘在一同并按同一速率持續(xù)挪動。
完全非彈性碰撞
由于速率相稱,形變完全沒有規(guī)復(fù),以是轉(zhuǎn)化的內(nèi)能最大。也可以從數(shù)學(xué)證實完全非彈性碰撞喪失的動能是最大的。
數(shù)學(xué)推導(dǎo)
同理可以證實,三個物體產(chǎn)生碰撞也是速率相稱時分,動能喪失最大。
三、非彈性碰撞(1>e>0)
非彈性碰撞能局部規(guī)復(fù)形變,非彈性碰撞介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間。
非彈性碰撞
非彈性碰撞碰后速率范圍:
碰后速率范圍
別的,另有超彈性碰撞,反響碰撞,散射等。
外表討論的是正碰,至于斜碰,沿交往面的垂線朝向相反滿意正碰紀律。
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