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第四节、碰撞
作者:张建平zj… 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2007-9-18 7:13:03

一、弹性碰撞和非弹性碰撞
      问:质量相同的A、B两球悬挂在同一高度,现拉起A球释放,可以看到
        碰撞后A静止,B摆起,且B摆起的高度和原先A球释放的高度相同,
        从这个事实说明,从能量角度考虑,碰撞前后的总能量是否改变?(不变)
      问:质量相同的A、B两个物块,A以速度v撞向B,碰后,两个物体以共同的速度
              向右运动,根据动量守恒定律,求出碰撞后的速度?(v/2),由于两个物体的
              重力势能没有发生变化请你求出在此过程中总动能是否发生变化?【碰撞前
              动能Ek1=mv2/2      碰撞后动能Ek2=(2m)(v/2)2/2=mv2/4,所以动能发生变化】
说明:碰撞中如果机械能守恒,这样的碰撞我们称之为弹性碰撞,碰撞中如果机械能不守恒,
             这样的碰撞我们称之为非弹性碰撞,微观粒子的碰撞是弹性碰撞,本节我们主要研究的是
             弹性碰撞
例、质量为m1的物体以速度v1与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,碰撞后的速度分别为v1/、v2/,请分别用
        m1、m2、v1求v1/、v2/
 解:∵        m1v1=m1v1/+m2v2/
                     m1v12/2=m1v1/2/2+m2v2/2/2
         ∴v1/=(m1-m2)v1/(m1+m2)      v2/=2m1v1/(m1+m2)
 讨论1、若m1=m2,会出现什么结果?(v1/=0   v2/= v1 )
 讨论2、若m1>>m2,会出现什么结果?(v1/=v1   v2/= 2v1 )
 讨论3、若m1<<m2,会出现什么结果?(v1/=-v1    v2/= 0)
二、对心碰撞和非对心碰撞
问:如图所示,碰撞前若球的运动方向和两球心的连线在同一条直线上,
        碰撞之后两球的速度会偏离两球球心的连线吗?(不会)为什么?
        (因为受力方向在两球心的连线上)
说明:这种碰撞前运动速度与两球心的连线在同一直线上,碰撞之后两球的速度仍沿着两球心的连线,这样的碰撞我们称之为正碰,也称之为对心碰撞
问:如图所示,碰撞前若球的运动方向和两球心的连线不在同一条直线上,
        碰撞之后两球的速度会沿着两球球心的连线吗?(不会)为什么?
        (因为受力方向不在两球心的连线上)
说明:这种碰撞前运动速度与两球心的连线不在同一直线上,碰撞之后
         两球的速度不会沿着两球心的连线,这样的碰撞我们称之为非对心碰撞
思考与讨论:书本P17、因为动量是矢量,可以利用平行四边形定则求解
三、散射
说明:在粒子物理和核物理中,常常使一束粒子射入物体,粒子与物体中的微粒碰撞,研究碰撞后粒子的运动方向,可以得到与微粒结构有关的信息。卢瑟福就是通过这种方式提出了原子的核式结构模型。 与宏观物体碰撞不同的是,微观粒子相互接近时并不发生直接接触,因此微观粒子的碰撞又叫做散射。由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率非常小,所以多数粒子在碰撞后飞向四面八方。

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