物体甲和乙发生正碰,甲的初速度为V1乙的速度为0,碰撞后甲的速度为V2,乙的速度为V3,V3有可能大于V1吗?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/07 00:19:48
理想状态下,即没有摩擦力,碰撞物体无旋转,碰撞过程无能量损失。
甲和乙的质量任意,请分情况说明。谢谢
一楼
1是甲乙质量相等的情况下吧 碰撞后甲把全部动量给乙 这种情况会发生吗?
2(但V甲始终小于或等于V乙)是必须的 因为不会穿透乙物体 所以甲的V2肯定小于乙的V3 但是我要比较的是V1和V3啊
二楼
我个人比较倾向于2楼的答案 但是希望能给出分析过程 多参考下大家的意见
三楼
动量守恒的公式初中就学啦 我也会用 但是我要说的是 碰撞过程后甲会把动量都给乙吗? 或者说甲传给乙的动量会大于乙的质量*甲的初速度吗?

可能,因为理想状态下,即没有摩擦力,碰撞物体无旋转,碰撞过程无能量损失,根据动量守恒
甲碰撞乙,则可能有2种情况
1.碰撞后甲静止,乙以甲的速度前进
2.碰撞后甲速度减小,乙的速度增大[都是匀速前进,但V甲始终小于或等于V乙]

碰撞的时候机械能是绝对不守恒的,必定要增加一部分热能。但是碰撞过程动量守恒。 假设乙的速度在碰撞后比甲碰撞前大。那么就要有乙的质量比甲的质量要小。根据能量守恒(不是机械能守恒) 可以的出,V2的方向和V1的方向一样。再根据碰撞过程中,机械能的损失可以得出碰撞前后的机械能变化 从而的出关于V3 V2的方程,再结合动量守恒,可以得出V3 V2的关系。就可以比较V1 V3的大小了。 碰撞过程能量的损失这个东西在大学里有讲述。总之得出的结果就是V3不能比V1大

做个小实验就清楚了,很明显的,在光滑桌面上用一个大质量的弹珠去撞一下小质量的弹珠,会看到大弹珠稍微减速,而小弹珠很快的前进,V3>V1。
定量分析如下:
因为考虑的是理想情况,没有摩擦力,碰撞物体无旋转,碰撞过程无能量损失,所以可以认为是弹性碰撞,碰撞中动能守恒,动量守恒,方程如下:
0.5M1V1^2=0.5M1V2^2+0.5M2V3^2
M1V1=M1V2+M2V3
联立方程组可解得:
V2=V1*(M1-M2)/(M1+M2)
V3=(V1^2-V2^2)/(V1-V2)=V1+V2=2V1*M1/(M1+M2)
当M1>M2时,V2与V1同号即方向相同,V3>V1>V2>0,这对应上面所说的大质量弹珠撞静止小质量弹珠的情况;
当M1<M2时,V2与V1反号即方向相反,V1>V3>0>V2,这对应小质量弹珠撞静止大质量弹珠的情形,其中速度绝对值即速率大小v1:v2:v3=1:(M2-M1)/(M1+M2):2M1/(M1+M2),当M2>3M1时,v1>v2>v3;
当M1=M2时,二者交换速度,V2=0,V3=V1.

当然在实际中总会有能量损失的,假设损失能量为E,动量仍然守恒,则有
0.5M1V1^2=0.5M1V2^