图1
答案 16 8 非弹性 8
解析 A、B碰撞前的总动能为mAvA2=16 J,A、B在碰撞过程中动量守恒,碰后粘在一起共同压缩弹簧的过程中机械能守恒.由碰撞过程中动量守恒得:mAvA=(mA+mB)v,代入数据解得v==2 m/s,所以碰后A、B及弹簧组成的系统的总动能为(mA+mB)v2=8 J,为非弹性碰撞.当弹簧被压缩至最短时,系统的动能为0,只有弹性势能,由机械能守恒得此时弹簧的弹性势能为8 J.
一、碰撞的特点和分类
[导学探究] 如图2甲、乙所示,两个质量都是m的物体,物体B静止在光滑水平面上,物体A以速度v0正对B运动,碰撞后两个物体粘在一起,以速度v继续前进,两物体组成的系统碰撞前后的总动能守恒吗?如果不守恒,总动能如何变化?
甲 乙
图2
答案 不守恒.碰撞时:mv0=2mv,因此v=
Ek1=mv02,Ek2=×2mv2=mv02.
所以ΔEk=Ek2-Ek1=mv02-mv02=-mv02,即系统总动能减少了mv02.
[知识深化]
1.碰撞的特点
(1)时间特点:碰撞现象中,相互作用的时间极短,相对物体运动的全过程可忽略不计.
(2)相互作用力特点:在碰撞过程中,系统的内力远大于外力,所以动量守恒.
2.碰撞的分类
(1)弹性碰撞:
①定义:碰撞过程中机械能守恒.
②规律:
动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′