一维部分非弹性碰撞——问题与解决方案

1.一个质量为 500 克的物体 A 以10 米/秒的速度运动,一个质量为 200 克的物体 B 以 12 米/秒的速度运动。两个物体相互靠近并发生碰撞。如果碰撞后物体 A 的速度为6 米/秒,那么碰撞后物体 B 的速度是多少?

已知:

物体 1 的质量(m₁ ) = 500 克 = 0.5 千克

物体 2 的质量(m₂ ) = 200 克 = 0.2 千克

物体 1 的初速度(v1 ) = -10 m/s

物体 2 的初速度(v₂ ) = 12 m/s

物体 1 的最终速度(v1 ' ) = 6 米/秒

加号和减号表示物体沿相反方向运动。

求:物体 2 的最终速度(v 2 ')

解决方案:

m1 v1 + 米2 v2 =米1 v1' + m2 v2和

(0.5)(-10) + (0.2)(12) = (0.5)(6) + (0.2)(v 2 ')

-5 + 2.4 = 3 + 0.2 v 2 '

-2.6 = 3 + 0.2 v 2 '

-2.6 – 3 = 0.2 v 2 '

-5.6 = 0.2 v 2 '

v 2 ' = -5.6 / 0.2

v2 ' = -28 米/秒

碰撞后物体 2 的速度为 28 米/秒。

加号和减号表示物体向相反方向运动。

[irp]

2. 两个质量相等的物体相互靠近并发生碰撞。物体 1 的速度为 6 m/s,物体 2 的速度为 8 m/s。碰撞后,物体 2 向左运动,速度为 5 m/s。碰撞后物体 1 的速度大小和方向是什么?

知道 :

物体 1 的质量(m1 ) = m

物体 2 的质量(m2 ) = m

物体 1 的初始速度(v1 ) = -6 米/秒

物体 2 的初始速度(v₂ ) = 8 米/秒

物体 2 的最终速度(v₂ ' ) = -5 米/秒

求:碰撞后物体 1 的大小和方向

解决方案:

动量守恒公式:

m1 v1 + 米2 v2 =米1 v1' + m2 v2和

mv 1 + m v 2 = m v 1 ' + m v 2 '

m (v 1 + v 2 ) = m (v 1 ' + v 2 ')

v1 + v2 = v1 ' + v2 '

-6 + 8 = v 1 ' – 5

2 = v 1 ' – 5

2 + 5 = v 1 '

v1 ' = 7 米/秒

碰撞后物体 1 的速度(v 1 ')为3 米/秒。

加号和减号表示物体向相反方向运动。

[irp]

3.质量分别为1千克和2千克的球1和球2沿同一方向运动,发生非弹性碰撞。碰撞前,球1的速度为10米/秒,球2的速度为5米/秒。碰撞后,球2的速度为4米/秒。求碰撞后球1的速度。

已知:

质量为1的球(m² )= 1 kg

质量为2的球(m² )= 2 kg

球 1 的速度(v1 ) = 10 米/秒

球2的速度(v2 )= 5 m/s

球 2 的最终速度(v 2 ') = 4 米/秒

速度的正号表示球的运动方向相同。

求:球 1 的最终速度(v 1 ')

解决方案:

m1 v1 + 米2 v2 =米1 v1' + m2 v2和

(1)(10) + (2)(5) = (1)(v 1 ') + (2)(4)

10 + 10 = v 1 ' + 8

20 – 8 = v 1 '

v1 ' = 12 米/秒

碰撞后球 1 的速度为12 米/秒。

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