动能减少.
(3)完全非弹性碰撞(非弹性碰撞的特例):两物体碰撞后粘在一起以共同的速度运动,该碰撞过程动能损失最多.
例1 一个质量为2 kg的小球A以v0=3 m/s的速度与一个静止的、质量为1 kg的小球B正碰,试根据以下数据,分析碰撞性质:
(1)碰后小球A、B的速度均为2 m/s;
(2)碰后小球A的速度为1 m/s,小球B的速度为4 m/s.
答案 (1)完全非弹性碰撞 (2)弹性碰撞
解析 碰前系统的动能Ek0=mAv02=9 J.
(1)碰后小球A、B速度均为2 m/s,碰后系统的动能
Ek=mAvA2+mBvB2=(×2×22+×1×22) J=6 J<Ek0,故该碰撞为完全非弹性碰撞.
(2)当碰后vA′=1 m/s,vB′=4 m/s时,碰后系统的动能
Ek′=mAvA′2+mBvB′2=(×2×12+×1×42) J=9 J=Ek0,故该碰撞为弹性碰撞.
针对训练 如图1所示,有A、B两物体,m1=3m2,以相同的速率v相向运动,碰撞后A静止,B以2v的速率反弹,那么A、B的碰撞为( )
图1
A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞 D.无法判断
答案 A
解析 设m1=3m,m2=m
碰撞前总动能Ek=m1v12+m2v22=2mv2
碰撞后总动能Ek′=m1v1′2+m2v2′2=0+×m(2v)2=2mv2
因为碰撞前后总动能不变,故为弹性碰撞,A项正确.
二、碰撞模型的拓展
例2 如图2所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞.A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是( )