北京高中物理 丨动量丨完全非弹性碰撞
各位同学大家好,欢迎来到十点课堂,跟勇哥学物理,今天距离高考第64天,我们分享的主题是碰撞类的完全非弹性碰撞。
(一)复习:完全弹碰结论
在上一课中,我们分享了完全弹性碰撞的重要结论,ab碰撞且没有机械能的损失,碰后两个小球分开,称之为完全弹性碰撞,
如果ab质量相等,则速度交换,
如果ab质量不相等,那么碰后速度是多少?有两个重要的公式,要背过这个结论。
(二)完全非弹性碰撞
今天我们讲一下:完全非弹性碰撞的重要结论。
完全非弹性碰撞,指的是碰撞共速,这个过程中会有机械能的损失且最大,
典型的例子就是子弹打木块碰后共速。如上图
光滑的水平面上,放着一个质量为m2的木块,质量为m1的子弹以v0撞击木块并留在里面(共速),
这叫做完全非弹性碰撞,
满足两个守恒,即动量守恒和能量守恒定律。
由动量守恒定律可得:
m1v0+0=(m1+m2)v共;
由能量守恒定律得到:
½m1 v0²+0=½(m1+m2)v共²+ΔEmax;
有两个守恒,我们就可以得到:
碰后的速度,v共=m1v0/(m1+m2)
把v共代入到能量守恒中,就可以求出ΔEmax;
ΔEmax是碰前的动能-碰后的总动能,整理就可以得到ΔEmax=½(m1m2/m1+m2)v0²
碰撞之前的动能-碰后两个物体共速的动能=损失掉的动能,
动能的表达式是1/2mv方,所以我们把ΔEmax也写成1/2mv方的形式,其中m是折合质量,是上乘下加的形式。(看笔记)
除了子弹打木块共速这个模型之外,完全非弹性碰撞,还可以有一些其他的拓展应用,
比如:ab间加了一个弹簧,问弹簧弹性势能的最大值,共速时弹簧的弹性势能最大。
再比如,小物块在长木板上滑动,恰好到最右端没有掉下去,这也说明最后共速了,也满足这两个守恒,
还比如说,两个导体棒在导轨上运动,最后两个导体棒共速,这个过程中损失掉的动能全部生成回路当中的焦耳热。
总结以上情况都是一动一静,碰后共速的,也都满足ΔEmax这个结论。
我们再来强调一下这个结论,
完全非弹性碰撞,碰撞过程中会有机械能损失且最大,
其中得ΔEmax=½mv²;m指的折合质量,是上乘下加的形式。
我们今天的分享就到这里,结论相对来说比较简单,重要的是在做题当中有意识的去尝试去运用。
今天就到这里,咱们明天见。
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