Part1序言
学习动量的时侯,我们会遇见一个重要的概念:碰撞。我们会对碰撞进行分类,比如弹性碰撞和非弹性碰撞,又如正碰和斜碰等。但是,碰撞究竟是如何定义的呢?我们一上去挖一挖。
Part2动能还是机械能
人教版(2017课标)并没有对碰撞进行定义,但定义了弹性碰撞和非弹性碰撞,即:假若系统在碰撞前后动能不变,这类碰撞叫作弹性碰撞;若果系统在碰撞后动能降低,这类碰撞叫作非弹性碰撞。
粤教版(2017课标)并没有对碰撞进行定义,但定义了弹性碰撞和非弹性碰撞,即:碰撞后形变能完全恢复,则没有机械能损失,碰撞前后两小球构成的系统的机械能相等,这些碰撞叫作弹性碰撞;碰撞后形变不能完全恢复,这时将有一部份机械能转化为其他方式的能量,碰撞前后系统的机械能不再相等,这些碰撞叫作非弹性碰撞。
对比一下可以发觉,人教版对与弹性和非弹性碰撞的分辨,是有没有动能的损失,而粤教版则以机械能是否损失来分辨。哪一种愈发合理呢?
考虑两个球在水平面上的碰撞,两个说法并没有哪些区别。假如考虑两个球中间夹个弹簧,那就有一定区别了。如:A球以一定初速率撞向连着弹簧的静止的B球,弹簧压缩后被锁定,两个球共速,则碰撞过程动能有损失,而机械能没有损失,这个算弹性碰撞还是非弹性碰撞呢?
Part3反冲是不是碰撞
在粤教版教材中有这样一段话:(P.23)碰撞有可能发生在空间,如……;还有可能发生在一条直线上,如图1-4-3所示货车的反冲……
问题来了:反冲算不算碰撞?
因为教材并没有对碰撞进行定义,所这个问题就弄成了苦恼定义的问题了。
碰撞理解1两个物体撞到一起才算碰撞。这么,假如两个货车带着吸铁石紧靠后分开,它们并没有接触,算不算碰撞?
碰撞理解2两个物体不一定接触,只要是紧靠后分开就行。这么物理的定义是什么,完全非弹性碰撞,碰完以后不分开的,算不算碰撞?
碰撞理解3只要是两个物体从有一定距离,到最后接近,分不分开都没关系了。假如这样理解,这么反冲就肯定不算碰撞,由于它是从在一起到分开的。
碰撞理解4两个物体从一定距离紧靠,或则从比较接近到到互相远离,或则先紧靠再远离,这三种情况都算碰撞。到此为止,反冲总算可以定义为碰撞了。
碰撞理解5满足动量守恒的两个有互相作用的物体,她们互相作用的那种过程,都是碰撞。这个理解很似乎能把反冲包括进去,但这不是很扯的理解吗?光滑水平面上,两个带电小球通过吸引力在互相环绕稳定旋转(类双星系统),它们的作用过程,也算碰撞?
其实,我们不能无限制地去更改定义,这样会出现哪些神奇的事情就很难想像了。我个人有一个理解,到可以供你们参考:
碰撞理解6发生互相作用的过程,我们可以对它列举类似于弹性碰撞或非弹性碰撞的等式,以至于解下来的结果与弹性或非弹性碰撞的结果方式上相像,我们就可以说它是碰撞。
Part4关于教材的定义
数学概念的定义,虽然不一定就能做到完全严格的。关于定义的理解,可能要找寻到逻辑学,这个我并不擅长。只要在大多数情况下,就能分辨清楚物理的定义是什么,也就达到定义的目的了。鉴此,我发觉,如今教材在不断地变革,好多地方甚至都不直接定义数学概念,而是用“……,类似这样的情况,称作……”的方法,对概念进行说明,而不是下定义。
你还发觉其它哪些定义得不太理想的数学概念呢?欢迎留言交流。
