完全弹性碰撞速度公式推导过程

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高中物理公式推导

高中物理公式推导

高中物理公式推导完全弹性碰撞是指碰撞过程中动能守恒,即碰撞前后物体的总动能保持不变。

在高中物理中,我们可以通过动量守恒定律推导出完全弹性碰撞后的速度公式。

设碰撞前两物体的质量分别为m1和m2,速度分别为v1和v2;碰撞后两物体的速度分别为V1和V2、根据动量守恒定律,在碰撞前后,两物体的总动量保持不变,即:m1v1+m2v2=m1V1+m2V2(式子1)根据完全弹性碰撞的特性,动能守恒,即碰撞前后的总动能保持不变,可以表示为:1/2*m1*v1^2+1/2*m2*v2^2=1/2*m1*V1^2+1/2*m2*V2^2(式子2)现在我们对式子1和式子2进行求解和推导。

首先,从式子1推导,将V1和V2表示为v1和v2的函数。

我们可以将式子1两边对m1和m2求导,得到:v1+m2/m1*v2=V1+m2/m1*V2(式子3)然后,我们从式子2推导。

将式子2两边同时乘以2,消去1/2,得到:m1*v1^2+m2*v2^2=m1*V1^2+m2*V2^2(式子4)接下来,我们将式子3和式子4写成一个方程组,并求解该方程组。

将式子3代入式子4中,得到:m1*v1^2+m2*v2^2=m1*(v1+m2/m1*v2)^2+m2*(V1+m2/m1*V2)^2(式子5)将式子5展开、整理,得到:m1*v1^2+m2*v2^2=m1*(v1^2+2*v1*(m2/m1)*v2+(m2/m1)^2*v2^2)+m2* (V1^2+2*V1*(m2/m1)*V2+(m2/m1)^2*V2^2)化简得到:m1*v1^2+m2*v2^2=m1*v1^2+2*m1*(m2/m1)*v1*v2+m2*(m2/m1)^2*v2^2+m2*V1^2+2*m2*(m2/m1)*V1*V2+m2*(m2/m1)^2*V2^2通过将等式两边的相同项进行合并,得到:0=v1^2-2*(m2/m1)*v1*v2+(m2/m1)^2*v2^2+V1^2-2*(m2/m1)*V1*V2+(m2/m1)^2*V2^2(式子6)现在,我们可以将式子6左侧的项整理成一个完全平方形式,即:0=(v1-(m2/m1)*v2)^2+(V1-(m2/m1)*V2)^2(式子7)根据式子7可知,当且仅当v1-(m2/m1)*v2=0和V1-(m2/m1)*V2=0时,等式成立,即:v1=(m2/m1)*v2V1=(m2/m1)*V2(式子8)将式子8代入式子3和式子4中,得到:v1+v2=V1+V2m1*v1+m2*v2=m1*V1+m2*V2(式子9)由式子9可推出:V1=v1*(m1–m2)/(m1+m2)+v2*2*m2/(m1+m2)V2=v2*(m2–m1)/(m1+m2)+v1*2*m1/(m1+m2)最终得出完全弹性碰撞后的速度公式。

[完全]弹性碰撞后的速度公式

[完全]弹性碰撞后的速度公式

[完全]弹性碰撞后的速度公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1如何巧记弹性碰撞后的速度公式一、“一动碰一静”的弹性碰撞公式问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1的小球,以速度v1与原来静止的质量为m2的小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自的速度图1设碰撞后它们的速度分别为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得:m1v1=m1v1'+m2v2'①②由①③由②④由④/③⑤联立①⑤解得⑥⑦上面⑥⑦式的右边只有分子不同,但记忆起来容易混。

为此可做如下分析:当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时的共同速度v,由动量守恒共定律得:m1v1=(m1+m2)v共=m1v1/(m1+m2)。

而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继解出v共续受到向前的弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。

如果⑥式的分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1的乒乓球以速度v1去碰原来静止的铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当是负的(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。

在“验证动量守恒定律”的实验中,要求入射球的质量m1大于被碰球的质量m2,也可由⑥式解释。

因为只有m1>m2,才有v1'>0。

否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再是原来的v1'了。

另外,若将上面的⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近的相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开的相对速度。

由此可轻松记住⑤式。

再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。

二、“一动碰一动”的弹性碰撞公式问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2的两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1和v2,求两球碰撞后各自的速度图2设碰撞后速度变为v1'和v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'①②由①③由②④由④/③⑤由③⑤式可以解出⑥⑦要记住上面⑥⑦式更是不容易的,而且推导也很费时间。

(完全)弹性碰撞后的速度公式

(完全)弹性碰撞后的速度公式

如何巧记弹性碰撞后得速度公式一、“一动碰一静”得弹性碰撞公式问题:如图1所示,在光滑水平面上,质量为m1得小球,以速度v1与原来静止得质量为m 2得小球发生对心弹性碰撞,试求碰撞后它们各自得速度?图1设碰撞后它们得速度分别为v1'与v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能(动能)守恒定律得:m1v1=m1v1'+m2v2'①②由①③由②④由④/③⑤联立①⑤解得⑥⑦上面⑥⑦式得右边只有分子不同,但记忆起来容易混。

为此可做如下分析:当两球碰撞至球心相距最近时,两球达到瞬时得共同速度v共,由动量守恒定律得:m1v1= (m1+m2) v共解出v共=m1v1 /(m1+m2)。

而两球从球心相距最近到分开过程中,球m2继续受到向前得弹力作用,因此速度会更大,根据对称可猜想其速度恰好增大一倍即,而这恰好就是⑦式,因此⑦式就可上述推理轻松记住,⑥式也就不难写出了。

如果⑥式得分子容易写成m2-m1,则可根据质量m1得乒乓球以速度v1去碰原来静止得铅球m2,碰撞后乒乓球被反弹回,因此v1'应当就是负得(v1'<0),故分子写成m1-m2才行。

在“验证动量守恒定律”得实验中,要求入射球得质量m1大于被碰球得质量m2,也可由⑥式解释。

因为只有m1>m2,才有v1'>0。

否则,若v1'<0,即入射球m1返回,由于摩擦,入射球m1再回来时速度已经变小了,不再就是原来得v1'了。

另外,若将上面得⑤式变形可得:,即碰撞前两球相互靠近得相对速度v1-0等于碰撞后两球相互分开得相对速度。

由此可轻松记住⑤式。

再结合①式也可很容易解得⑥⑦式。

二、“一动碰一动”得弹性碰撞公式问题:如图2所示,在光滑水平面上,质量为m1、m2得两球发生对心弹性碰撞,碰撞前速度分别为v1与v2,求两球碰撞后各自得速度?图2设碰撞后速度变为v1'与v2',在弹性碰撞过程中,分别根据动量守恒定律、机械能守恒定律得:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'①②由①③由②④由④/③⑤由③⑤式可以解出⑥⑦要记住上面⑥⑦式更就是不容易得,而且推导也很费时间。

物理碰撞公式

物理碰撞公式

物理碰撞公式
物理碰撞公式有很多种,根据不同的碰撞情形和物体性质,需要选择
不同的公式。

以下是一些常见的物理碰撞公式:
1.完全弹性碰撞:在完全弹性碰撞中,物体相互碰撞后动能守恒,且
动量守恒。

此时有以下公式:
v1'=(m1-m2)/(m1+m2)*v1+(2*m2)/(m1+m2)*v2。

v2'=(m2-m1)/(m1+m2)*v2+(2*m1)/(m1+m2)*v1。

其中v1和v2是碰撞前两个物体的速度,v1'和v2'是碰撞后两个物
体的速度,m1和m2是撞击物和被撞物的质量。

2.完全非弹性碰撞:在完全非弹性碰撞中,物体相互碰撞后动量守恒,但是动能不守恒。

此时有以下公式:
(v1*m1+v2*m2)=(m1+m2)*v'。

其中v1和v2是碰撞前两个物体的速度,v'是碰撞后两个物体的速度,m1和m2是撞击物和被撞物的质量。

3.完全附着碰撞:在完全附着碰撞中,两个物体相互碰撞后,粘在一
起运动。

此时有以下公式:
v'=(m1*v1+m2*v2)/(m1+m2)。

其中v1和v2是碰撞前两个物体的速度,v'是碰撞后两个物体的速度,m1和m2是撞击物和被撞物的质量。

4.部分弹性碰撞:在部分弹性碰撞中,物体相互碰撞后动量守恒,但
是动能只有一部分守恒。

此时需要根据具体情况选用不同的公式。

以上是一些物理碰撞的基本公式,但实际应用中需要根据具体情况加以修正和适应。

弹性碰撞后速度公式

弹性碰撞后速度公式

弹性碰撞后速度公式
弹性碰撞是物理学中一个重要的现象,描述的是当两个物体发生碰撞时,两个物体的总动量守恒的情况,以及两个物体在碰撞之后各自的速度变化的模型。

弹性碰撞能够广泛地应用在生活和实验场中,其速度公式在弹性碰撞机制建模中发挥了重要作用。

通过全局分析,假设A物体具有质量m1,A物体在空间直线定向x方向的速
度为V1,B物体具有质量m2,其在x方向的速度为V2。

在这种情况下,弹性碰
撞后各自的速度为:
A物体碰撞后的速度V1'= { V1m1+V2m2-(V1-V2)m1m2/m1+m2 }/m1
B物体碰撞后的速度V2'= { V2m2+V1m1+(V1-V2)m1m2/m1+m2 }/m2
弹性碰撞的准则可以简单地解释为:发生弹性碰撞后,物体的总动量仍然守恒,各自运动方向相反。

因此,上述弹性碰撞后速度公式只是在满足物体总动量守恒
的基础上,由恒定耦合关系根据法向量曲率定义得出的。

例如,当
(m1=1kg,V1=20m/s,m2=2kg,V2=10m/s)时,弹性碰撞后A物体的速度V1'=
14.28m/s,B物体的速度V2'=17.14m/s,物体的总动量为(1×20+2×10=30)kg·m/s,完全符合弹性碰撞的规律。

弹性碰撞模型的成功运用已经在很多方面发挥了重要作用,其计算方便,反应精准,可以在复杂的场景中准确的计算碰撞的物理结果。

其规律可以提供给自然界,技术领域去更进一步的挖掘,从而克服人类技术发展的局限,实现更为高等层次的科技 Leaps。

完全弹性碰撞速公式是什么

完全弹性碰撞速公式是什么

完全弹性碰撞速公式是什么
完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒,那幺,完全弹性碰撞的公式是什幺呢?下面小编整理了一些相关信息,供大家参考!
1 完全弹性碰撞速度公式m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’
1/2m1v1 +1/2m2v2 =1/2m1v1’+1/2m2v2’
由一式得m1(v1-v1’)=m2(v2’-v2)......a
由二式得m1(v1+v1’)(v1-v1’)=m2(v2’+v2)(v2’-v2)
相比得v1+v1’=v2+v2’......b
联立a,b 可求解得v1’=[(m1-m2)v1+2m2v2]/(m1+m2)
v2’=[(m2-m1)v2+2m1v1]/(m1+m2)
1 完全弹性碰撞特点有哪些碰撞,一般是指两个或两个以上物体在运动中
相互靠近,或发生接触时,在相对较短的时间内发生强烈相互作用的过程。

碰撞会使两个物体或其中的一个物体的运动状态发生明显的变化。

碰撞特点:
1、碰撞时间极短
2、碰撞力很大,外力可以忽略不计,系统动量守恒
3、速度要发生有限的改变,位移在碰撞前后可以忽略不计
1 物理中碰撞分类有哪些根据碰撞过程动能是否守恒分为:
1)完全弹性碰撞:碰撞前后系统动能守恒(能完全恢复原状);
2)非完全弹性碰撞:碰撞前后系统动能不守恒(部分恢复原状);
3)完全非弹性碰撞:碰撞后系统以相同的速度运动(完全不能恢复原状)。

完全弹性碰撞速度公式

完全弹性碰撞速度公式
完全弹性碰撞速度公式是一种用来描述两个或多个物体在实现完全弹性碰撞过程中其相对速度变化规律的公式。

它被广泛应用到物理学中,用于研究物体碰撞运动规律。

完全弹性碰撞是物理学中最基本的一种碰撞类型,在碰撞过程中,碰撞物体在动能和动量守恒的基础上相互弹回,因此可以运用牛顿第二定律,推导出两个物体发生完全弹性碰撞的速度公式。

由此可以得出,两个物体进行完全弹性碰撞时,两个物体的线速度发生了对称的反向变化。

考虑两个物体A和B,质量分别为mA和mB,速度分别为uA和uB,它们在完全弹性碰撞过程中相互反弹后,A和B的速度变为vA和vB,那么,可以用以下公式计算出他们的线速度变化:vA=2mB/(mA+mB)uB - (mA-mB)/(mA+mB)uA,vB=2mA/(mA+mB)uA - (mA-mB)/(mA+mB)uB。

从公式可以非常清楚地看出,即使mA≠mB,只要两个物体总质量相等,其发生完全弹性碰撞后,两个物体的线速度也是完全对称的。

总结一下,完全弹性碰撞速度公式是描述两个或多个物体在实现完全弹性碰撞过程中其相对速度变化规律的公式。

它可以帮助我们理解物体碰撞运动规律,从而运用碰撞物理学尽可能充分地发挥出它的作用。

(完全)弹性碰撞后的速度公式

(完全)弹性碰撞后的速度公式(完全)弹性碰撞后的速度公式反冲运动(1)定义:原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向的运动,就叫做反冲运动。

(2)原理:反冲运动的基本原理仍然是动量守恒定律,当系统所受的外力之和为零或外力远远小于内力时,系统的总量守恒,这时,如果系统的一部分获得了某一方向的动量,系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量。

(3)公式:若系统的初始动量为零,则动量守恒定律形式变为:0=m1v1'+ m2v2'.此式表明,做反冲运动的两部分,它们的动量大小相等,方向相反,而它们的速率则与质量成反比。

(4)应用:反冲运动有利也有害,有利的一面我们可以应用,比如农田、园林的喷灌装置、旋转反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走等等。

反冲运动不利的一面则需要尽力去排除,比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性的影响等。

(四)火箭1、火箭:现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用向前推进的飞行器。

2、火箭的工作原理:动量守恒定律当火箭推进剂燃烧时,从尾部喷出的气体具有很大的动量,根据动量守恒定律,火箭获得大小相等、方向相反的动量,因而发生连续的反冲现象,随着推进剂的消耗。

火箭的质量逐渐减小,加速度不断增大,当推进剂燃尽时,火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。

3、火箭飞行能达到的最大飞行速度,主要决定于两个因素:(1)喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为 2.5km/s,提高到3~4km/s需很高的技术水平。

(2)质量比(火箭开始飞行的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比),现代火箭能达到的质量比不超过10。

(五)用动量概念表示牛顿第二定律1、牛顿第二定律的动量表达式2、动量变化率反映动量变化的快慢,大小等于物体所受合力。

3、冲量在物理学中,冲量的概念是反映力对时间的积累效果,不难想像,一个水平恒力作用在放置于光滑水平面上的物体,其作用时间越长,速度的改变越大,表明力的累积效果越大,在物理学中,力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。

高中物理公式推导完全弹性碰撞后速度公式的推导

高中物理公式推导完全弹性碰撞后速度公式的推导高中物理中,完全弹性碰撞是指在碰撞过程中,物体之间没有能量损失,且动量守恒。

完全弹性碰撞的速度公式可以通过动量守恒方程的推导得到。

假设有两个物体1和2,它们的质量分别为m1和m2,初始时的速度分别为v1和v2,碰撞后的速度分别为v1'和v2'。

根据动量守恒的原理,可以得到以下方程:m1*v1+m2*v2=m1*v1'+m2*v2'(1)另外,由于完全弹性碰撞没有动能的损失,所以动能也应该守恒。

动能的守恒可以通过最后速度的平方和初始速度的平方之和来表示:0.5*m1*v1^2+0.5*m2*v2^2=0.5*m1*v1'^2+0.5*m2*v2'^2(2)我们将方程(1)和方程(2)求解,即可得到完全弹性碰撞后的速度公式。

首先,将方程(1)从加速度公式中解出v1'和v2'。

m1*v1+m2*v2=m1*v1'+m2*v2'整理得:v1'=(m1*v1+m2*v2-m2*v1')/m1v2'=(m1*v1+m2*v2-m1*v2')/m2然后,将以上得到的v1'和v2'代入方程(2)中,即可得到完全弹性碰撞后的速度公式。

0.5*m1*v1^2+0.5*m2*v2^2=0.5*m1*((m1*v1+m2*v2-m2*v1')/m1)^2+0.5*m2*((m1*v1+m2*v2-m1*v2')/m2)^2将上述方程进行整理和简化,得到完全弹性碰撞后的速度公式。

注意:由于公式较为复杂,在此只给出了推导的思路和步骤。

实际应用中,可以通过将具体的数值代入公式进行计算,以得到完全弹性碰撞后的速度。

高中物理公式推导(完全弹性碰撞后速度公式的推导)

高中物理公式推导一完全弹性碰撞碰后速度的推导1、简单说明:1m 、2m 为发生碰撞的两个物体的质量,1v 、2v 为碰撞前1m 、2m的速度,'1v 、'2v为碰撞后1m 、2m 的速度。

2、推导过程:第一,由动量守恒定理,得'2'1122112v m v m v m v m +=+ (1)第二,由机械能守恒定律,得2'22'11222211221212121v m v m v m v m +=+(2) 令12/m m k =,(1)、(2)两式同时除以1m ,得''1212kv v kv v +=+ (3)2'2'122212kv v kv v +=+ (4)(3)、(4)两式变形,得()2''11--2v v k v v = (5)()()()()2'2''11'1122-v v v vk v v v v -+=+ (6)将(5)式代入(6)式,得2''112v v v v +=+ (7)联立(5)、(7)两式,将'1v、'2v 移到方程的左侧,则有21''12kv v kv v +=+ (8) 21''1--2v v v v += (9)由(8)-(9),得()()21'1-212v k v vk +=+21'11-122v k k v k v +++=21212112'1/1-/1/22v m m m m v m m v +++=212121121'-22v m m m m v m m m v +++= (10)或者 ()2121211'-22m m v m m v m v ++= (10)由(8)+k*(9),得()()21'2111kv v k v k +-=+21'12111v k kv k k v +++-=2121211212'1//21//11v m m m m v m m m m v +++-=221212121'21v m m m v m m m m v +++-= (11)或者 ()2122121'21m m v m v m m v ++-=(11)3、意外收获:第一,物理公式推导过程中,为了避免未知量过多引起混淆,可以适当地选取某个量来代替这些量;第二,在物理学中,我们应该充分利用数学公式来进行简化; 第三,我们推导出的碰撞后速度公式是一种普适的公式,我们可以根据具体的情况进行简化,比如: (1)若21m m =,则有2'1v v =1'2v v =也就是说,当两个质量相同的物体发生弹性碰撞,那么,这两个物体将会交换它们的速度; (2)若02=v ,则有()21121'1m m v m m v +-=2111'22m m v m v +=4、注意:需要指出的是,物理公式的推导并不仅仅是为了让大家记住公式,其根本目的是培养大家的物理思维模式,以便大家能很好地应用物理知识来解决所遇到的问题!教你如何用WORD 文档 (2012-06-27 192246)转载▼标签: 杂谈1. 问:WORD 里边怎样设置每页不同的页眉?如何使不同的章节显示的页眉不同?答:分节,每节可以设置不同的页眉。

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完全弹性碰撞速度公式推导过程
完全弹性碰撞速度公式推导是一项关于碰撞动力学的重要研究内容,它能有效地描述和研究物理体之间存在的动力变化规律,是物理领域中一种基础而重要的理论。

弹性碰撞是指在大量能量没有人为损失的情况下,两个物体发生的向量相反的撞击,可以用下式表示:
$m_{1v_{1}+m_{2}v_{2}=(m_{1}+m_{2})v$
其中$m_{1}$和$m_{2}$代表撞击物体的质量,$v_{1}$和$v_{2}$代表撞击前
的速度,$v$代表撞击后的速度。

根据上式,可得:
$v=\frac{m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}}{m_{1}+m_{2}}$
此外,在完全弹性碰撞过程中,物体以不变的形状碰撞,并完全弹性反弹,当物体发生完全弹性碰撞时,两撞击物体的相对速度关系如下:
$v_{2}'-v_{1}'=v_{2}-v_{1}$
其中 $v_{2}'$和$v_{1}'$分别表示撞击后物体的速度。

综上,我们将上述的条件和公式结合起来,得出完全弹性碰撞速度公式:
$v_{2}'=\frac{m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}}{m_{1}+m_{2}}+v_{1}-v_{2}$
$v_{1}'=\frac{m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}}{m_{1}+m_{2}}+v_{2}-v_{1}$
从上述公式中可以看出,完全弹性碰撞速度的大小主要取决于撞击物体的质量,质量越大,速度越小,反之,质量越小,速度越大。

完全弹性碰撞速度公式对描述两个生态系统或物理过程非常重要,这种静态弹性撞击模型也用于求解复杂实体之间的撞击过程。

因此,完全弹性碰撞速度公式推导是研究撞击动力学的重要方法。

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