第4节 碰 撞
1.知道弹性碰撞、非弹性碰撞和碰撞现象的特点． 2.能利用动量和能量的观点分析、解决一维碰撞的问题． 3．了解粒子的散射现象，进一步理解动量守恒定律的普适性．
一、弹性碰撞和非弹性碰撞
1．弹性碰撞和非弹性碰撞
(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒的碰撞叫弹性碰撞．
(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒的碰撞叫非弹性碰撞．
2．一维弹性碰撞分析
在光滑水平面上质量为m1的小球以速度v1与质量为m2的静止小球发生弹性正碰．根据动量守恒和能量守恒：
m1v1＝m1v′1＋m2v′2；m1v＝m1v′＋m2v′
碰后两个物体的速度分别为
v′1＝v1，v′2＝v1.
(1)若m1>m2，v′1和v′2都是正值，表示v′1和v′2都与v1方向同向．(若m1?m2，v′1＝v1，v′2＝2v1，表示m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去)
(2)若m1<m2，v′1为负值，表示v′1与v1方向反向，m1被弹回．(若m1?m2，v′1＝－v1，v′2＝0，表示m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止)
(3)若m1＝m2，则有v′1＝0，v′2＝v1，即碰撞后两球速度互换．
二、对心碰撞和非对心碰撞及散射
1．对心碰撞和非对心碰撞
(1)对心碰撞(正碰)：碰撞前后，物体的运动方向在一条直线上．
(2)非对心碰撞(斜碰)：碰撞前后，物体的运动方向不在一条直线上．
2．散射
(1)定义：微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不发生直接接触而发生的碰撞．
(2)散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方．
判一判 (1)发生碰撞的两个物体，动量是守恒的．( )
(2)发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的．( )
(3)碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的．( )
提示：(1)√ (2)× (3)√
做一做 在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是( )
A．0.6v B．0.4v
C．0.3v D．0.2v
提示：选A．由碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒得mv＝2mvB＋mvA，vA＜0，则vB＞0.5v，A正确．
想一想 如图所示，打台球时，质量相等的母球与目标球发生碰撞，两个球一定交换速度吗？碰撞一定是对心碰撞吗？
提示：不一定．只有质量相等的两个物体发生一维弹性碰撞时，系统的总动量守恒，总机械能守恒，才会交换速度，否则不会交换速度．母球与目标球碰撞时对心碰撞和非对心碰撞都有可能发生．
碰撞的类型及特点
1．碰撞的特点
(1)时间特点：碰撞现象中，相互作用的时间极短，相对物体运动的全过程可忽略不计．
(2)相互作用力特点：在碰撞过程中，系统的内力远大于外力，所以动量守恒．
2．碰撞的分类
(1)弹性碰撞：系统动量守恒，机械能守恒．
(2)非弹性碰撞：系统动量守恒，机械能减少，损失的机械能转化为内能．
(3)完全非弹性碰撞：系统动量守恒，碰撞后合为一体或具有相同的速度，机械能损失最大．
命题视角1 对弹性碰撞现象的分析
在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们排成一条直线，2、3小球静止并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图所示．设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是( )
A．v1＝v2＝v3＝v0 B．v1＝0，v2＝v3＝v0
C．v1＝0，v2＝v3＝v0 D．v1＝v2＝0，v3＝v0
[解析] 由弹性碰撞的规律可知，当两球质量相等时，碰撞时两球交换速度．先球1与球2碰，再球2与球3碰，故选D．
[答案] D
