[目标定位] 1.理解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞,了解正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞).2.会应用动量、能量的观点解决一维碰撞问题.3.了解散射和中子的发现过程,体会理论对实践的指导作用,进一步了解动量守恒定律的普适性.
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
1.碰撞
(1)碰撞时间非常短,可以忽略不计.
(2)碰撞过程中内力往往远大于外力,系统所受外力可以忽略不计,所以系统的动量守恒.
2.三种碰撞类型
(1)弹性碰撞
动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
机械能守恒:m1v+m2v=m1v1′2+m2v2′2
弹性碰撞特例:
两质量分别为m1、m2的小球发学生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则碰后两球速度分别为v1′=v1,v2′=v1.
①若m1=m2的两球发学生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则碰后v1′=0,v2′=v1,即二者碰后交换速度.
②若m1≫m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后, v1′=v1,v2′=2v1.表明m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去.
③若m1≪m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1′=-v1,v2′=0.表明m1被反向以原速率弹回,而m2仍静止.
(2)非弹性碰撞
动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
机械能减少,损失的机械能转化为内能
|ΔE |=E 初-E 末=Q
(3)完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体或碰后具有共同学速度,这种碰撞机械能损失最大.
动量守恒:m1v1+m2v2=(m1+m2)v共