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完全非弹性碰撞公式 推导过程是什么

完全非弹性碰撞公式 推导过程是什么

完全非弹性碰撞公式推导过程是什么

非弹性碰撞过程中物体往往会发生形变,还会发热、发声。因此在一般情况下,碰撞过程中会有动能损失,即动能不守恒。那幺,完全非弹性碰撞公式有哪些呢?

1 什幺是完全非弹性碰撞非弹性碰撞过程中物体往往会发生形变,还会发热、发声。因此在一般情况下,碰撞过程中会有动能损失,即动能不守恒,动量守恒,碰后两物体分离,这类碰撞称为非弹性碰撞。碰撞后物体结合在一起,动能损失最大,这种碰撞叫做完全非弹性碰撞。

非弹性碰撞特点:碰撞后完全不反弹,比如湿纸或一滴油灰,落地后完全粘在地上,这种碰撞则是完全非弹性碰撞,自然界中,多数的碰撞实际都属于非弹性碰撞。

1 完全非弹性碰撞公式是什幺碰撞过程中物体往往会发生形变,还会发热、发声。因此在一般情况下,碰撞过程中会有动能损失,即动能、机械能都不守恒,动量守恒这类碰撞称为非弹性碰撞。公式: m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’碰撞后物体结合在一起,或者速度相等,看做一个整体时动能损失最大,这种碰撞叫做完全非弹性碰撞,完全非弹性碰撞的过程机械能也不守恒。该系统的动量守恒。公式:m1v1+m2v2=(m1+m2)V

1 完全非弹性碰撞公式怎幺推导m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’一式

1/2m1v1 +1/2m2v2 =1/2m1v1’+1/2m2v2’二式

由一式得m1(v1-v1’)=m2(v2’-v2)

由二式得m1(v1+v1’)(v1-v1’)=m2(v2’+v2)(v2’-v2)

相比得v1+v1’=v2+v2’

完全弹性碰撞后的速度公式

如何巧记弹性碰撞后的速度公式 一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m1v1=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 联立①⑤解得 ⑥ ⑦ 上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v共,由动量守恒定律得: m1v1= (m1+m2) v共 解出v共=m1v1 /(m1+m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前 的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式 解释。因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。

另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很 容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得: m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 由③⑤式可以解出 ⑥ ⑦ 要记住上面⑥⑦式更是不容易的,而且推导也很费时间。如果采用下面等效的方法则可轻松记住。m1、m2两球以速度v1和v2发生的对心弹性碰撞,可等效成m1以速度v1去碰静 止的m2球,再同时加上m2球以速度碰静止的m1球。因此由前面“一动碰一静”的弹性碰撞公式,可得两球碰撞后各自的速度+; +,即可得到上面的⑥⑦式。 另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度 v1- v2等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式,再结合①式可解得⑥⑦式。

高中物理公式推导(完全弹性碰撞后速度公式的推导)

高中物理公式推导一 完全弹性碰撞碰后速度的推导 1、简单说明: 1m 、2m 为发生碰撞的两个物体的质量,1v 、2v 为碰撞前1m 、2m 的速度,'1v 、' 2v 为碰撞后 1m 、2m 的速度。 2、推导过程: 第一,由动量守恒定理,得 ' 2'1 122112v m v m v m v m +=+ (1) 第二,由机械能守恒定律,得 2'22'112222112 2 1212121v m v m v m v m +=+(2) 令 12/m m k =,(1)、(2)两式同时除以1m ,得 ' ' 1 212kv v kv v +=+ (3) 2 '2 '1 2 2212 kv v kv v +=+ (4) (3)、(4)两式变形,得

( ) 2 ' '1 1--2v v k v v = (5) ()()()( ) 2 ' 2' '1 1 '1 1 22 -v v v v k v v v v -+=+ (6) 将(5)式代入(6)式,得 2' ' 1 12v v v v +=+ (7) 联立(5)、(7)两式,将' 1v 、 ' 2v 移到方程的左侧,则有 21' '1 2kv v kv v +=+ (8) 21' '1 --2v v v v += (9) 由(8)-(9),得 ()()21' 1-212 v k v v k +=+ 21' 11-122v k k v k v +++= 21212112' 1/1 -/1/22v m m m m v m m v +++= 2121 21121' -22v m m m m v m m m v +++= (10) 或者 ()2 12 1211' -22m m v m m v m v ++= (10)

[完全]弹性碰撞后的速度公式资料

[完全]弹性碰撞后的 速度公式

如何巧记弹性碰撞后的速度公式 一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m 1v 1 =m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 联立①⑤解得 ⑥ ⑦ 上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v共,由动量守恒定律得: m 1v 1 = (m1+m2)v共 解出v共=m1v1/(m1+m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大 一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住, ⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式解释。因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。

另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相 对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤ 式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得: m 1v 1 +m2v2=m1v1'+m2v2'① ② 由 ①③ 由②④ 由④/③⑤ 由③⑤式可以解出 ⑥ ⑦ 要记住上面⑥⑦式更是不容易的,而且推导也很费时间。如果采用下面等效的方法则可轻松记住。m1、m2两球以速度v1和v2发生的对心弹性碰撞,可等 效成m1以速度v1去碰静止的m2球,再同时加上m2球以速度碰静止的m1球。 因此由前面“一动碰一静”的弹性碰撞公式,可得两球碰撞后各自的速度 +;+,即可得到上面的⑥⑦式。

(完全)弹性碰撞后的速度公式

如何巧记弹性碰撞后得速度公式 一、“一动碰一静”得弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1得小球,以速度v1与原来静止得质量为m 2得小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自得速度? 图1 设碰撞后它们得速度分别为v1'与v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m1v1=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 联立①⑤解得 ⑥ ⑦ 上面⑥⑦式得右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时得共同速度v共,由动量守恒定律得: m1v1= (m1+m2) v共 解出v共=m1v1 /(m1+m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前得弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好就是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式得分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1得乒乓球以速度v1去碰原来静止得铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当就是负得(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。在“验证动量守恒定律”得实验中,要求入射球得质量m1大于被碰球得质量m2,也可由⑥式解释。因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再就是原来得v1'了。 另外,若将上面得⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近得相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开得相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”得弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2得两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1与v2,求两球碰撞后各自得速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'与v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得: m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 由③⑤式可以解出 ⑥ ⑦

碰撞速度公式

由于弹性碰撞后的速度公式不好推导,该公式又比较繁杂不好记。因此导致这类考题的得分率一直较低。下面探讨一下该公式的巧记方法。 一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m1v1=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 联立①⑤解得 ⑥ ⑦ 上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v共,由动量守恒定律得: m1v1= (m1+m2)v共 解出v共=m1v1 /(m1+m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前 的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式

解释。因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。 另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得: m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 由③⑤式可以解出 ⑥ ⑦ 要记住上面⑥⑦式更是不容易的,而且推导也很费时间。如果采用下面等效的方法则可轻松记住。m1、m2两球以速度v1和v2发生的对心弹性碰撞,可等效成m1以速度v1去碰静止的m2球,再同时加上m2球以速度碰静止的m1球。因此由前面“一动碰一静”的弹性

高中物理公式推导完全弹性碰撞后速度公式的推导

高中物理公式推导完全弹性碰撞后速度公式的 推导 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

高中物理公式推导一 完全弹性碰撞碰后速度的推导 1、简单说明: 1m 、2m 为发生碰撞的两个物体的质量,1v 、2v 为碰撞前 1m 、2m 的速度,'1v 、'2v 为碰撞后1m 、2m 的速度。 2、推导过程: 第一,由动量守恒定理,得 ' 2'1122112v m v m v m v m +=+ (1) 第二,由机械能守恒定律,得 2'22'1122221122 1212121v m v m v m v m +=+(2) 令12/m m k =,(1)、(2)两式同时除以1m ,得 '' 1212kv v kv v +=+ (3) 2'2'122212 kv v kv v +=+ (4) (3)、(4)两式变形,得 ()2 ''11--2v v k v v = (5)

()()()()2'2''1 1'1122-v v v v k v v v v -+=+ (6) 将(5)式代入(6)式,得 2''112v v v v +=+ (7) 联立(5)、(7)两式,将' 1v 、' 2v 移到方程的左侧,则有 21''12kv v kv v +=+ (8) 21' '1--2v v v v += (9) 由(8)-(9),得 212121121' -22v m m m m v m m m v +++= (10) 或者 ()2121211' -22m m v m m v m v ++= (10) 由(8)+k*(9),得 221212121' 21v m m m v m m m m v +++-= (11) 或者 ()2122121'21m m v m v m m v ++-= (11) 3、意外收获:

完全弹性碰撞

§3-7 完全弹性碰撞 完全非弹性碰撞 一、碰撞(Collision ) 1.基本概念: 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。 碰撞过程一般都非常复杂,难于对过程进行仔细 分析。但由于我们通常只需要了解物体在碰撞前后运动状态的变化,而对发生碰撞的物体系来说,外力的作用又往往可以忽略,因而可以利用动量、角动量以及能量守恒定律对有关问题求解。 2.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 3.碰撞过程的分析: 讨论两个球的碰撞过程。碰撞过程可分为两个过程。开始碰撞时,两球相互挤压,发生形变,由形变产生的弹性恢复力使两球的速度发生变化,直到两球的速度变得相等为止。这时形变得到最大。这是碰撞的第一阶段,称为压缩阶段。此后,由于形变仍然存在,弹性恢复力继续作用,使两球速度改变而有相互脱离接触的趋势,两球压缩逐渐减小,直到两球脱离接触时为止。这是碰撞的第二阶段,称为恢复阶段。整个碰撞过程到此结束。 4.分类:根据碰撞过程能量是否守恒 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)。 二、完全弹性碰撞(Perfect Elastic Collision ) 在碰撞后,两物体的动能之和(即总动能)完全没有损失,这种碰撞叫做完全弹性碰撞。 解题要点:动量、动能守恒。 问题:两球m 1,m 2对心碰撞,碰撞前 速度分别为2010,v v ,碰撞后速度变为21,v v 动量守恒 2021012211v m v m v m v m (1) 动能守恒 2 20221012222112 1212121v m v m v m v m (2) 由(1) 22021011v v m v v m (3) 由(2) 2 2 2202210211v v m v v m (4) 由(4)/(3) 202101v v v v

完全弹性 碰撞的速度公式推导过程

完全弹性碰撞的速度公式推导过程 完全弹性碰撞的速度公式推导过程完全弹性碰撞的速度公式是怎么推导的无从得知,书上没讲,很多资料也没有讲,我想多半是为了不要影响思维的连贯性,所以将之省略了。我开始以为不复杂,就是上标下标看着烦人,所以就打算试着推导一下。谁知这个推导并没有想象中那么简单。第一次因为上下标搞混了,推导了半天没结果就放一边了。第二次仔细地推导,花了更多的时间,结果还是一塌糊涂。我终于明白书上为什么没有把这个推导过程放在书里了,的确是太复杂,学习的时候多半会干扰对碰撞本身的关注。但是这么放弃也有点不甘心,就又花了些时间,第三次准备将其推导出来。闲人可以看看,我也是放假闲着没事推导的,实在是很复杂很恐怖的推导。我自己都不想再看,因为象那样用常规的方式根本就推导不出来! 动量守恒定律: MpVp'+MqVq'=MpVp+MqVq(1-1) 动能守恒: (1/2)MpVp'2+(1/2)MqVq'2=(1/2)MpVp2+(1/2)MqVq2(1-2) 前两次推导吃了亏,所以第三次推导前仔细看了看书上结果公式的特点。有这样几个地方需要注意: 1、撞击后有两个速度,我们需要求的结果分别是这两个速度; 2、任一撞后的速度公式中,不能有另一个待求的速度,也就是Vp'的速度公式中,不能出现Vq',反之亦然; 3、这两组等式看上去比较对称,要设法利用这个关系; 4、由于上下标众多,推演起来很费眼,要准备使用复合式进行合并,以简化推演过程,最后再将其还原出来,形成最终的分离式,并整理。(具体见后面的备注,确实需要备注来记住这个过程,免得再走弯路) …. 至此,跟书上给出的公式差距越来越大,推导已经变得无比复杂了。再继续推导下去,除了浪费时间,就是浪费精力,只有停下来了。第三次推导仍以失败结束。之前也在网上搜索了很多的信息,大多数都说联立求解,就象我刚才做的那样,现在网上的信息泛滥与良莠不齐的确误导了不少像我这样的人。一时不知如何是好,休息了一阵,觉得还是只有在网上找找资料,要是翻书的话更是无从下手。在搜索条件的设置上,我略过了包含百度、搜狗、中学、高中之类的信息,因为这类回答通常都很简单,且充斥着随意和缺乏管理的编排。这样一来,信息比较集中和丰富了,然后把快照一页一页的翻看着。大概过了十多分钟,有一篇PPT 格式的文章出现了,于是我把它取了下来。打开一看,心里有点高兴,这是台湾老师做的课件。台湾人写的东西比较人性化,很多细节也会一五一十的说出来,而且是用很口语化的方式说出来,就像在跟人聊天一样。比如台湾有个程序员李维,他写的书就很平淡,甚至可以说是大白话,但是就目的而言,是完全没有问题的,而且省去了几倍另外查找资料、自己再写程序尝试的时间。另一个擅长C++剖析的侯捷,写的技术书或资料就像散文一般华丽,在众多台湾的写家里面也是独树一帜的。完全不像我们平时看的一些资料平淡无奇,藏着掖着,掐头去尾的,该省的不省,不该省的全省了。尽管这是个PPT 的课件,没有具体讲述推导的过程,但它还是给了一个推导的线索。最后才明白要用一个很怪异的方式,把碰撞速度公式极为简单地推导出来。为了省去翻页的麻烦,我再把两个守恒公式写在下面: 动量守恒定律: MpVp'+MqVq'=MpVp+MqVq(1-1) 动能守恒: 对两个方程做同样的整理,把M 一样的放在一边,如下: Mp(Vp-Vp')=Mq(Vq'-Vq)(1-3) Mp(Vp2-Vp'2)=Mq(Vq'2-Vq2)(1-4) 这两个整理后的方程看上去很工整,形式差别不大,只是动能方程中的四个速度多了个平方,其它都一样。正是这个成了巧妙推导的基础。因为两个方程左右两边相等,所以分别在两边相除的话,等式还是成立的。在(1-4)两边分别除以(1-3)的两边,就能分别约去Mp 和Mq,形成一个新的方程,见下: 对这个新的方程,该怎样处理呢?PPT 课件没有给个说法,而是直接给出了Vp+Vp'=Vq'+Vq(1-6) 的结论,并用这个结论推导速度公式,尽管结论跟书上是一致的,但刚开始我还是没有搞明白这是怎么一回事。想了一阵才顿悟: 因为: a2-b2=(a+b)(a-b) 因此,(1-5)式可以写成: 两边约去相减的那个因式,这时Vp+Vp'=Vq'+Vq,也就是(1-6)式就成立了。将(1-6)式进行整理,分别建立Vp'和Vq'的等式,如下: Vp'=Vq'+Vq-Vp(1-7) Vq'=Vp+Vp'-Vq(1-8) 现在将(1-7)式代入(1-1)中,有Mp(Vq'+Vq-Vp)+MqVq'=MpVp+MqVq

弹性碰撞后的速度公式

一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m1v1=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 联立①⑤解得 ⑥ ⑦ 上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v共,由动量守恒定律得: m1v1= (m1+m2)v共 解出v共=m1v1/(m1+m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式解释。因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。 另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得:

(完全)弹性碰撞后的速度公式

(完全)弹性碰撞后的速度公式

如何巧记弹性碰撞后的速度公式 一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m1v1=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 联立①⑤解得 ⑥ ⑦

上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来 容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞至球心 ,由相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v 共 动量守恒定律得: m1v1= (m1+m2) v共 解出v =m1v1 /(m1+m2)。而两球从球心相共 距最近到分开过程中,球m2继续受到向前的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式解释。因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。

另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得: m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤ 由③⑤式可以解出 ⑥

弹性碰撞碰后速度的简单求法

弹性碰撞碰后速度的简 单求法 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

关于弹性碰撞碰后速度的另一种求法 【摘要】传统的弹性碰撞中根据动能守恒和动量守恒能求出碰后速度;本文认为在弹性碰撞中两个发生形变的物体,碰撞后形变复原包含另一种解题思路,可以让计算变的简单。 【关键词】弹性碰撞 碰后速度 在高中课本中关于弹性碰撞问题(本文所指均为正碰),有这样一种类型的题目:两物体发生完全弹性碰撞,设物体1质量为m1,碰前速度为v1,物体2质量为m2,碰撞前速度为v2,求两碰撞物体碰撞后的速度v1',v2'。通常的做法是列如下两个方程: ''22112211v m v m v m v m +=+① 2222112 22211'2/1'2/12/12/1v m v m v m v m +=+ ② 方程1为碰撞符合动量守恒定理的数学表达式,而方程2为碰撞符合能量守恒定理的表达式,这种方法虽然容易理解,但计算起来比较麻烦。接下来我介绍另一种计算方法。 同样的问题用下列方程组解答: ''22112211v m v m v m v m +=+ ③ 2'2'2211v v v v +=+ ④ 可以看到方程3和方程1相同,方程4比方程2简单的多,而方程1和方程2构成的方程组与方程3和方程4构成的方程组求得的碰撞后速度'1v ,'2v 的值是一样的。在高中的历次考试中我均用此方法很快的求出了最后结果。接下来我就为这个方程组的合理性进行证明。

证明:由于在弹性碰撞前后两个相碰撞的物体的相对位置不变,因此在整个碰撞过程中,两碰撞物体的平均速度相同,设为-1v =- 2v =v 。因此只要证明完全弹性碰撞过程中每个碰撞物体碰前速度和碰后速度的平均值为整个碰撞过程中该物体碰撞过程的平均速度即可。 我们以整个弹性碰撞过程中的平均速度v 为参照系,则物体一的碰前和碰后速度分别为(v v -1)和(v v -'1),物体二的碰前速度和碰后速度分别为(v v -2)和(v v -'2)。则两碰撞物体(在此假设为两个小球)碰撞过程可以简化为:两个相向运动的小球,在中间一点碰撞后又相互弹开,在这个过程中没有发生同方向运动,即两小球速度同时降为零,然后又向相反方向弹开。之后的证明可以分为两种方式。 方式一:在以平均速度v 为参照系的情况下,由于两球没有发生同向运动,因此如果在两碰撞小球速度降为零时,发生形变的接触面上放一极薄的挡板,则两球受力完全不变,即小球运动方式同两球相撞完全相同,但此时两小球相碰已被分隔成两弹性小球从两侧撞击一挡板并被反弹回来。在弹性碰撞中,小球撞一挡板,会以原速度反弹回去,因此在这里小球碰撞前的速度应该与碰后的速度大小相等方向相反,即:小球一满足公式 )'(11v v v v --=- 可变化为 2' 11v v v += 小球二满足公式 )'(22v v v v --=- 可变化为 2'22v v v += 公式4得证。

弹性碰撞模型及应用带详细解析

弹性碰撞模型及应用 弹性碰撞问题及其变形在是中学物理中常见问题,在高中物理中占有重要位置,也是多年来高考的热点。弹性碰撞模型能与很多知识点综合,联系广泛,题目背景易推陈出新,掌握这一模型,举一反三,可轻松解决这一类题,切实提高学生推理能力和分析解决问题能力。所以我们有必要研究这一模型。 (一)弹性碰撞模型 弹性碰撞是碰撞过程无机械能损失的碰撞,遵循的规律是动量守恒和系统机械能守恒。确切的说是碰撞前后动量守恒,动能不变。在题目中常见的弹性球、光滑的钢球及分子、原子等微观粒子的碰撞都是弹性碰撞。 已知A 、B 两个钢性小球质量分别是 m 1、m 2,小球B 静止在光滑水平面上,A 以初速度v 0与小球B 发生弹性碰撞,求 碰撞后小球A 的速度v 1,物体B 的速度v 2大小和方向 解析:取小球A 初速度v 0的方向为正方向,因发生的是弹性碰撞,碰撞前后动量守恒、动能不变有: m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2① 2222112012 12121v m v m v m +=② 由①②两式得:210211)(m m v m m v +-=,2 10122m m v m v +=

结论:(1)当m 1=m 2时,v 1=0,v 2=v 0,显然碰撞后A 静止,B 以A 的初速度运动,两球速度交换,并且A 的动能完全传递给B ,因此m 1=m 2也是动能传递最大的条件; (2)当m 1>m 2时,v 1>0,即A 、B 同方向运动,因2121)(m m m m +-<2 112m m m +,所以速度大小v 1<v 2,即两球不会发生第二次碰撞; 若m 1>>m 2时,v 1=v 0,v 2=2v 0即当质量很大的物体A 碰撞质量很小的物体B 时,物体A 的速度几乎不变,物体B 以2倍于物体A 的速度向前运动。 (3)当m 1<m 2时,则v 1<0,即物体A 反向运动。 当m 1<

一动一静弹性碰撞公式

一动一静弹性碰撞公式 由于弹性碰撞后的速度公式不好推导,该公式又比较繁杂不好记。因此导致这类考题的得分率一直较低。下面探讨一下该公式的巧记方法。 一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m1v1=m1v1'+m2v2'① ② 由①③

由②④ 由④/③⑤ 联立①⑤解得 ⑥ ⑦ 上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析: ,由动量守恒定律当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v 共 得: m1v1= (m1+m2)v共 =m1v1 /(m1+m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2解出v 共 继续受到向前的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式解释。

因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。 另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得: m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'① ② 由①③

高中物理公式推导(完全弹性碰撞后速度公式的推导)

创作编号: GB8878185555334563BT9125XW 创作者: 凤呜大王* 高中物理公式推导一 完全弹性碰撞碰后速度的推导 1、简单说明: 1m 、2m 为发生碰撞的两个物体的质量,1v 、2v 为碰 撞前1m 、2m 的速度,' 1v 、 ' 2v 为碰撞后 1m 、2m 的速 度。 2、推导过程: 第一,由动量守恒定理,得 ' 2'1 122112v m v m v m v m +=+ (1) 第二,由机械能守恒定律,得 2'22'112222112 2 1212121v m v m v m v m +=+(2)

令 12/m m k =,(1)、(2)两式同时除以1m ,得 ' ' 1 212kv v kv v +=+ (3) 2 '2 '1 2 2212 kv v kv v +=+ (4) (3)、(4)两式变形,得 ( ) 2 ' '1 1--2v v k v v = (5) ()()()( ) 2 ' 2' '1 1 '1 1 22 -v v v v k v v v v -+=+ (6) 将(5)式代入(6)式,得 2' ' 1 12v v v v +=+ (7) 联立(5)、(7)两式,将' 1v 、 ' 2v 移到方程的左侧,则有 21' '1 2kv v kv v +=+ (8) 21' '1 --2v v v v += (9) 由(8)-(9),得 ()()21' 1-212 v k v v k +=+ 21' 11-122v k k v k v +++=

21212112' 1/1 -/1/22v m m m m v m m v +++= 2121 21121' -22v m m m m v m m m v +++= (10) 或者 ()2 12 1211' -22m m v m m v m v ++= (10) 由(8)+k*(9),得 ()()21' 2111 kv v k v k +-=+ 21' 12111v k k v k k v +++-= 2121 211212' 1//21//11v m m m m v m m m m v +++-= 2212 12121' 21v m m m v m m m m v +++-= (11) 或者 ()2 12 2121' 21 m m v m v m m v ++-= (11) 3、意外收获:

碰撞速度公式

碰撞速度公式

由于弹性碰撞后的速度公式不好推导,该公式又比较繁杂不好记。因此导致这类考题的得分率一直较低。下面探讨一下该公式的巧记方法。 一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m1v1=m1v1'+m2v2'① ② 由①③ 由②④ 由④/③⑤

联立①⑤解得 ⑥ ⑦ 上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞至球心 ,由相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v 共 动量守恒定律得: m1v1= (m1+m2)v共 =m1v1 /(m1+m2)。而两球从球心相解出v 共 距最近到分开过程中,球m2继续受到向前的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才

行。在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式解释。因为只有m1>m2,才有v1'>0。否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。 另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得:

(完全)弹性碰撞后的速度公式

如何巧记弹性碰撞后的速度公式 一、"一动碰一静”的弹性碰撞公式 问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m!的小球,以速度w与原来静止的质量 为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度? 图1 设碰撞后它们的速度分别为v/和V2Z ,在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得: m i v i=m i v i z+m2V2/ ① 〉③ 由①um 由②迪二花丁④ 由④/③「门1二⑤ 联立①⑤解得 上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。为此可做如下分析:当两球碰撞 至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度V共,由动量守恒定律得: m i v i= (mi+m2) v 共 解出v共=m i v i / (m i+m2)。而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前 的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即 而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。如果⑥式的分 子容易写成m2—m i,则可根据质量m i的乒乓球以速度V i去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v i/应当是负的(v i/<0),故分子写成m i—m2才行。在"验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m i大于被碰球的质量m2,也可由⑥式 八”;解释。因为只有m i>m2,才有v i/ >0。否则,若v i / <0,即入射球m i返回, 由于摩擦,入射球m i再回来时速度已经变小了,不再是原来的V/ 了。

另外,若将上面的⑤式变形可得: -]-J -],即碰撞前两球相互靠近的相对速度Vi -0等于碰撞后两球相互分开的相对速度:丁;。由此可轻松记住⑤式。再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。 二、"一动碰一动”的弹性碰撞公式 问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m「m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞 前速度分别为V i和V2,求两球碰撞后各自的速度? 图2 设碰撞后速度变为v1/和v2/,在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得: m i v i+m2V2=m i v i/ +m2V2/ ① 云叫甘+牙网话二腐才+号码呼 由①汕]二〉匚 由③⑤式可以解出 要记住上面⑥⑦式更是不容易的,而且推导也很费时间。如果采用下面等效的方法则可 轻松记住。m「m2两球以速度v1和v2发生的对心弹性碰撞,可等效成m1以速度v1去碰静 止的m2球,再同时加上m2球以速度I _碰静止的m1球。因此由前面"一动碰一静”的弹性 畅_心1 2哪2狩 碰撞公式,可得两球碰撞后各自的速度. 小一+5 +濃?;丁:二5 +宀+ 叫+处,即可得到上面的⑥⑦式。 由② 由④/③

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