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等动能圆法探讨一维弹性碰撞的能量传递

2022-03-28陈克超徐川

物理教学探讨 2022年3期

陈克超 徐川

摘   要:一维弹性碰撞满足动量守恒定律和动能守恒定律,将两守恒规律转化成函数式,作出等动量线和等动能圆,直线与圆的交点为碰撞过程中的初末态,通过等动能圆的变化直观展示弹性碰撞的动碰静、动碰动模型,并通过直线与圆的变化展示碰撞过程中系统内物体的动能传递和物体多次碰撞过程中系统与外界的能量传递。

关键词:等动能圆;能量传递;一维弹性碰撞

中图分类号:G633.7 文献标识码:A     文章编号:1003-6148(2022)3-0061-3

对于一维弹性碰撞的速度关系、碰撞次数研究很多,而弹性碰撞的本质是动量和动能双守恒。能量守恒定律是弹性碰撞的重要内在本质特征,那么如何展现弹性碰撞过程中,系统内物体的动能传递和物体多次碰撞过程中系统与外界的能量传递?利用数学函数方法,作出等动量线[1]与等动能圆可以直观展示弹性碰撞的各种特殊模型,展示碰撞過程中的能量传递。

综上所述,通过等动量线和等动能圆直观展现一维弹性碰撞过程,运用几何法讨论碰撞过程中的动能传递,提高数学知识解决物理问题的能力,对于提高物理思维与解决物理问题的能力大有裨益。

参考文献:

[1]任才贵,邱万英,陈早生.从总动能变化特点考察一维两体对心碰撞[J].大学物理,2004,23(05):16-18.

[2]张俭文.一维弹性碰撞过程的规律及若干推导[J].物理通报,1999(04):15-16.

[3]张伟.弹性碰撞次数与π的关联[J].物理教师,2020,41(08):60-61.

(栏目编辑    蒋小平)