碰撞分为完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞,
特点完全弹性碰撞:动量守恒,机械能守恒
非完全弹性碰撞:动量守恒,机械能不守恒
完全非弹性碰撞:碰后两物体粘在一起,合二为一。动量守恒,机械能不守恒,且损失最大。
完全非弹性就是两者和为一体
完全弹性就是能量完全不被物体吸收,而是完全用来改变物体运动方式,碰撞后速度大小不变,方向改变
非完全就是部分能量让物体变形,部分改变物体运动方式,碰撞后速度变小
碰撞分类:根据碰撞过程能量是否守恒分为:
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)。
扩展资料:
碰撞按能量角度分类:
1、理想弹性碰撞
两个物体互相碰撞,能量不转换为内能(如热或变形)。按照热力学第一定律,碰撞前动能和与碰撞后动能和相等。在动量守恒定律中碰撞前的动量(向量)和同样等于碰撞后的动量和。
理想弹性碰撞在宏观上是一个物理模型。由于摩擦和其他因素的存在,系统总会损失动能。相关的模型如台球和橡胶球。
在原子和基本粒子的碰撞中,依据量子力学存在一个最小能,这个最小能给原子或其他粒子以推动力,或在量子物理学中创造和和转换粒子提供必要条件。这个能量仍然不足以发生理想弹性碰撞。
按照热力学第一定律,碰撞前后的动量和必须相等。
动量的方向不可忽略,因为向量和在n维空间(n>1)中是一个大数值。向量平方在能量守恒定律中视作标量。因此请注意,以下算式中速度与碰撞方向相同(相切),而不是相交。
在二维或多维空间中必须将碰撞依据碰撞角拆开分析。
2、非弹性碰撞
在“非弹性碰撞”中一部分动能转化为内能(U)。当物体在碰撞时发生变形或发热时,碰撞称为“非弹性的”。
非弹性碰撞满足动量守恒,但不满足机械能守恒(部分转换为内能)。
3、完全非弹性碰撞
在完全非弹性碰撞中,碰撞后完全不反弹,尽可能多的动能部分转化为内能,则在这种碰撞系统中动能损失最大。因此两个物质在碰撞后“粘”在一起并按照相同的速度继续飞行。例如两个橡皮泥球在碰撞后互粘在一起并按同一速度继续移动。
4、超弹性碰撞
在超弹性碰撞中内能转换超过最少中一个碰撞物的动能。其动能在此次碰撞后大于其碰撞前的动能。数学表达同总述的非弹性碰撞,为U < 0
碰撞按碰撞角度分类:
1、正碰(direct impact )
一个运动的球与一个静止的球碰撞,碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰,也叫对心碰撞。
2、斜碰(oblique impact)
一个运动的球与一个静止的球碰撞,如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为斜碰,也叫非对心碰撞。
物体对障碍物的碰撞一物体对某固定物体如地面、墙的碰撞属此类型,也可分为正碰撞和斜碰撞。
当物体甲与可绕O轴转动的物体乙发生碰撞时,物体乙突然获得一角速度变化(图4)。一般在乙的支承O处也立刻产生一碰撞反力,其大小跟碰撞作用的位置,即距离OO1有关。但在特殊条件下,悬挂物体虽受冲击力,其约束力仍可为零。
参考资料:
1、动量守恒:
以两球碰撞为例:光滑水平面上有两个质量分别是m1和m2的小球,分别以速度v1和v2且v1>v2做匀速直线运动。当m1追上m2时,两小球发生碰撞,设碰后二者的速度分别为v1ˊ,v2ˊ。
设水平向右为正方向,它们在发生相互作用碰撞前的总动量:p=p1+p2=m1v1+m2v2,在发生相互作用后两球的总动量:pˊ=p1ˊ+p2ˊ=m1v1ˊ+m2v2ˊ。
设碰撞过程中两球相互作用力分别是F1和F2,力的作用时间是根据牛顿第二定律,碰撞过程中两球的加速度分别为:
根据牛顿第三定律,大小相等,方向相反,即:F1=-F2
所以:m1a1=-m2a2
碰撞时两球之间力的作用时间很短,用
表示,这样加速度与碰撞前后速度的关系就是:
代入上式,整理后可得:
或写成:
即:
这表明两球碰撞前后系统的总动量是相等的。
2、弹性碰撞:
弹性碰撞前后系统的总动能不变,对两个物体组成的系统的正碰情况满足:
即
两式联立可得:
当v2=0时,
此时若m1=m2,,这时v1'=0;v2'=0,碰后实现了动量和动能的全部交换。
若m1>>m2,,这时v1'约等于v1,v2'约等于2v1,碰后m1的速度几乎未变,仍按照原方向运动,质量小的物体以两倍v1的速度向前运动。若m2>>m1,,这时v1'约等于-v1;v2'约等于0,碰后m1按原来的速度弹回,m2几乎不动。
3、非完全弹性碰撞:
非完全弹性碰撞情况下,如果物体碰撞后,各自具有不同的速度,但系统的总动能减小,机械能损失较大。0<e<1,即分离速度小于接近速度。这种情况下,损失的机械能转化为物体的内能。对于完全非弹性碰撞,e=0,即分离速度为零,两物体粘合在一起运动。
4、完全非弹性碰撞:
物体A碰撞物体B,碰撞前,物体A的质量mA=m1,物体A的速度vA=v1,物体B的质量mB=m2,物体B的速度vB=v2。
由于物体A碰撞物体B,于是v1≠v2,v1≠0,v2≠0,若v1与v2等大反向,则v1≠0,v2≠0,v1≠v2,v2=-v1,v1-v2=v1-(-v1)=2v1,当v1=0且v2=0时,物体A不碰撞物体B且v1与v2同向。
碰撞前,物体A与物体B的总动量P
由于m1、v1、m2、v2为定值,于是P为定值,物体A与物体B的总动能Ek
碰撞后,物体A的质量mA=m1,物体A的速度vA=v'1,物体B的质量mB=m2,物体B的速度vB=v'2,物体A与物体B的总动量
由于物体A与物体B的总动量不变,于是
由于P为定值 ,于是P'为定值 ,物体A与物体B的总动能
由于能量可能会损失,于是
当v'1=v'2时,物体A与物体B的总动能Ek'最小。当物体A与物体B的总动能Ek'最小时,v'1=v'2,这种碰撞叫做完全非弹性碰撞。
扩展资料:
动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用与微观物体的高速运动。小到微观粒子,大到宇宙天体,无论内力是什么性质的力,只要满足守恒条件,动量守恒定律总是适用的。
适用条件:
系统不受外力或者所受合外力为零;系统所受合外力虽然不为零,但系统的内力远大于外力时,如碰撞、爆炸等现象中,系统的动量可看成近似守恒。
系统总的来看不符合以上条件的任意一条,则系统的总动量不守恒。但是若系统在某一方向上符合以上条件的任意一条,则系统在该方向上动量守恒。
参考资料:
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。 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 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。 什么叫非完全弹性碰撞它是非弹性碰撞中的特例。这种碰撞,当两物体碰撞后粘合为一体,以同一速度V运动,这样的碰撞叫“完全非弹性碰撞”,这时碰撞的系统只遵守动量守恒定律。
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