弹性碰撞后两物体速度公式
问题描述
- 精选答案
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弹性碰撞后两物体速度公式
v1'= (2m2v2-m2v1v2+m1v1)/ (m1+m2),v2'= (2m1v1-m1v2+m2v2)/ (m1+m2)
解析
设:m1、m2分别代表两个小球的质量;
v1、v2分别代表碰撞前两个小球的速度;
v1',v2'分别代表碰撞后两个小球的速度
根据动量守恒定律有:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
根据能量守恒:1/2m1v1^2+1/2mv2^2=1/2mv1'^2+1/2mv2'^2
化简得
v1'=(2m2v2-m2v1v2+m1v1)/(m1+m2)
v2'=(2m1v1-m1v2+m2v2)/(m1+m2)
完全弹性碰撞(Perfect Elastic Collision) 在理想情况下,完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒。如果两个碰撞小球的质量相等,联立动量守恒和能量守恒方程时可解得:两个小球碰撞后交换速度。
如果被碰撞的小球原来静止,则碰撞后该小球具有了与碰撞小球一样大小的速度,而碰撞小球则停止。多个小球碰撞时可以进行类似的分析。事实上,由于小球间的碰撞并非理想的弹性碰撞,还会有能量的损失,所以最后小球还是要停下来。
扩展
动量守恒定律的应用
动量守恒定律一共有四大应用:碰撞、爆炸、人船和反冲。
在这四大应用中,碰撞问题考试概率最大,人船第二,爆炸和反冲考得很少,也很简单。我们先来好好地理解理解动量守恒定律的碰撞问题。
我们高中阶段的碰撞问题都是对心正碰,意思就是两物体碰撞前后的速度都在同一直线上,不需要运用运动的合成与分解,也不需要正交分解。
碰撞分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
弹性碰撞和完全非弹性碰撞是两大极端,也是考试最喜欢考的两种形式,考试概率达到了95%。这也是动量守恒定律应用的基础,想要学好后面的各种模型,一定要先把弹性碰撞和完全非弹性碰撞学好。
全弹性碰撞特点有哪些
碰撞,一般是指两个或两个以上物体在运动中相互靠近,或发生接触时,在相对较短的时间内发生强烈相互作用的过程。碰撞会使两个物体或其中的一个物体的运动状态发生明显的变化。
碰撞特点
1、碰撞时间极短
2、碰撞力很大,外力可以忽略不计,系统动量守恒
3、速度要发生有限的改变,位移在碰撞前后可以忽略不计
物理中碰撞分类有哪些
根据碰撞过程动能是否守恒分为
1)完全弹性碰撞:碰撞前后系统动能守恒(能完全恢复原状);
2)非完全弹性碰撞:碰撞前后系统动能不守恒(部分恢复原状);
3)完全非弹性碰撞:碰撞后系统以相同的速度运动(完全不能恢复原状)。
完全弹性碰撞:能量守恒,动量守恒
若两质量为m1,m2的物体,以初速度为v10,v20发生碰撞,设碰撞后的速度各为v1,v2。则根据:m1v10+m2v20 = m1v1+m2v2
1/2 m1v10^2 + 1/2 m2v20^2 = 1/2 m1v1^2+ 1/2m2v2^2
易证得:v1 = [(m1-m2)v10 + 2m2v20] / (m1+m2)
v2 = [(m2-m1)v20 + 2m1v10] / (m1+m2)
非弹性碰撞:必须满足三个约束
1)动量约束:即碰撞前后动量守恒
2)能量约束:即碰撞前后系统能量不增加
3)运动约束:即碰撞前若A物体向右碰撞B物体,那么碰撞后A物体向右的速度不可超越B物体。