(1)选取动量守恒的系统:若有三个或更多个物体参与碰撞时,要合理选取所研究的系统.
(2)弄清碰撞的类型:弹性碰撞、完全非弹性碰撞还是其他非弹性碰撞.
弹性碰撞的实验研究和规律
1.实验研究
(1)质量相等的两个钢球碰撞时,碰撞后两球交换了速度,可得碰撞前后两球的总动能相等.
(2)质量较大的钢球与静止的质量较小的钢球发生弹性碰撞,碰后两球运动方向相同.
(3)质量较小的钢球与静止的质量较大的钢球发生弹性碰撞,碰后质量较小的钢球速度方向与原来相反.
2.弹性碰撞的规律
设质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止的小球发生弹性碰撞,碰后m1、m2的速度分别为v1′和v2′,由动量守恒和动能守恒有m1v1=m1v1′+m2v2′①
m1v=m1v′+m2v′②
以上两式联立可解得v1′=v1,v2′=v1,
由以上两式对弹性碰撞实验研究结论的解释:
(1)当m1=m2时,v1′=0,v2′=v1,表示碰撞后两球交换速度;
(2)当m1>m2时,v1′>0,v2′>0,表示碰撞后两球向前运动;
(3)当m1<m2时,v1′<0,v2′>0,表示碰撞后质量小的球被反弹回来.
1.速度不同的两小球碰撞后粘在一起,碰撞过程中没有能量损失.(×)
2.微观粒子在碰撞时并不接触,所以不能算是碰撞.(×)
3.两个质量相同的小球发生正碰时一定交换速度.(×)
如图132所示,光滑水平面上并排静止着小球2、3、4,小球1以速度v0射来,已知四个小球完全相同,小球间发生弹性碰撞,则碰撞后各小球的运动情况如何?
图132
【提示】 小球1与小球2碰撞后交换速度,小球2与3碰撞后交换速度、小球3与小球4碰撞后交换速度,最终小球1、2、3静止,小球4以速度v0运动.
1.碰撞过程的分析
在所给条件不足的情况下,碰撞结果有各种可能,但不管哪种结果必须同时满足以下三条:
(1)系统动量守恒,即p1+p2=p′1+p′2.
(2)系统动能不增加,即Ekl+Ek2≥E′kl+E′k2或+≥+.