高二物理必修中的碰撞公式包括:
1. 碰撞时间极短,由动量守恒定律可知,碰撞前的总动量不为零,总动量的变化为零。
2. 碰撞过程中,系统的机械能通常会转化为内能,其大小可以由能量守恒定律求出。
3. 两个物体碰撞前后的瞬间速度与碰撞过程中力的变化情况有如下关系:
①$F_{合} = \frac{F_{合} - F_{f_{1}}}{m_{1}} = \frac{F_{f_{2}} - F_{f_{1}}}{m_{2}}$
②$v_{1} = \sqrt{\frac{2m_{1}m_{2}(v_{2} - v_{1})}{m_{1} + m_{2}}}$
③$v_{2} = \sqrt{\frac{m_{1}(v_{1} - v_{2})}{m_{1} + m_{2}}}$
④$F = \frac{m_{1}v_{2}}{t} = \frac{m_{2}(v - v_{1})}{t}$
其中,$v$、$v_{1}$、$v_{2}$分别为两物体的速度;$F$为作用力;$F_{合}$为合外力;$F_{f}$为阻力;$t$为作用时间。这些公式可以帮助你解决不同类型的碰撞问题。
1. 碰撞前后的总动能不变,即:1/2mv^2=1/2mV^2+1/2mv'^2
2. 碰撞前后系统的总动量守恒,即:m1v1=m1v1'+m2v2'
例题:
假设一个足球以速度V在水平面上运动,碰到一个静止的墙壁后反弹,反弹的速度为V',求这个碰撞的类型。
根据上面的公式,我们可以计算出碰撞前后的总动能:
初始动能:1/2mV^2
反弹后的动能:1/2mV'^2
总动能不变,所以有:1/2mV^2 = 1/2mV'^2 + E损失
再根据动量守恒定律,反弹前的动量等于反弹后的动量:
mV = mV' + 0
解这个方程可以得到V'和V的关系,从而判断出碰撞的类型。如果V'>V,那么碰撞是弹性碰撞;如果V'=V,那么碰撞是完全非弹性碰撞;如果V'