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碰撞小论文摘要：“碰撞”在物理学中表现为两粒子或物体间极短的相互作用。碰撞前后参与物发生速度，动量或能量改变。由能量转移的方式区分为弹性碰撞和非弹性碰撞。弹性碰撞是碰撞前後整个系统的动能不变的碰撞。弹性碰撞的必要条件是动能没有转成其他形式的能量（热能、转动能量），例如原子的碰撞。非弹性碰撞是碰撞后整个系统的部分动能转换成至少其中一碰撞物的内能，使整个系统的动能无法守恒。作者：201114240334自动化三班刘海涛引言：两个作相对运动的物体，接触并迅速改变其运动状态的现象。可以是宏观物体的碰撞，如打夯、锻压、击球等，也可以是微观粒子如原子、核和亚原子粒子间的碰撞。经典力学中通常研究两个球的正碰，即其相对速度正好在球心的联线上。由于碰撞过程十分短暂，碰撞物体间的冲力远比周围物体给它们的力为大，后者的作用可以忽略，这两物体组成的系统可视为孤立系统。动量和能量守恒，但机械能不一定守恒。如果两球的弹性都很好，碰撞时因变形而储存的势能，在分离时能完全转换为动能，机械能没有损失，称完全弹性碰撞，钢球的碰撞接近这种情况。如果是塑性球间的碰撞，其形变完全不能恢复，碰撞后两球同速运动，很大部分的机械能通过内摩擦转化为内能，称完全非弹性碰撞，如泥球或蜡球的碰撞，冲击摆也属于这一类。介于两者之间的即两球分离时只部分地恢复原状的，称非完全弹性碰撞，机械能的损失介于上述两类碰撞之间。微观粒子间的碰撞，如只有动能的交换，而无粒子的种类、数目或内部运动状态的改变者，称弹性碰撞或弹性散射；如不仅交换动能，还有粒子能态的跃迁或粒子的产生和湮没，则称非弹性碰撞或非弹性散射碰撞过程时间极短，所以内力总是大于外力，动量必守恒。（1）碰撞一般分为压缩阶段和恢复阶段两个过程。（2）碰撞可以分为以下几类：完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞。碰撞中的能量转化，在压缩阶段中物体的动能转化为其他形式的能量，而在恢复阶段中其他形式的能量转化为动能。在完全弹性碰撞中：碰撞前后总动能不变。理想弹性碰撞：两个物体互相碰撞，能量不转换为内能（如热或变形）。按照热力学第一定律，碰撞前动能和与碰撞后动能和相等。在动量守恒定律中碰撞前的动量（向量）和同样等于碰撞后的动量和。理想弹性碰撞在宏观上是一个物理模型。由于摩擦和其他因素的存在，系统总会损失动能。相关的模型如台球和橡胶球。在原子和基本粒子的碰撞中，依据量子力学存在一个最小能，这个最小能给原子或其他粒子以推动力，或在量子物理学中创造和和转换粒子提供必要条件。这个能量仍然不足以发生理想弹性碰撞。按照热力学第一定律，碰撞前后的动量和必须相等。动量的方向不可忽略，因为向量和在n维空间（n1）中是一个大数值。向量平方在能量守恒定律中视作标量。因此请注意，以下算式中速度与碰撞方向相同（相切），而不是相交。在二维或多维空间中必须将碰撞依据碰撞角拆开分析。非弹性碰撞:在“非弹性碰撞”中一部分动能转化为内能(U)。当物体在碰撞时发生变形或发热时，碰撞称为“非弹性的”。在完全非弹性碰撞中，尽可能多的动能部分转化为内能。因此两个物质在碰撞后“粘”在一起并按照相同的速度继续飞行。例如两个橡皮泥球在碰撞后互粘在一起并按同一速度继续移动。超弹性碰撞在超弹性碰撞中内能转换超过最少中一个碰撞物的动能。其动能在此次碰撞后大于其碰撞前的动能。数学表达同总述的非弹性碰撞，为U0.反应碰撞:反应碰撞来自反应，如化学反应或通过高能粒子在量子物理学中的碰撞产生新的粒子。在此必须注意，碰撞前后不同的粒子提供了能量和动量。在碰撞过程中速度变化的同时也存在粒子质量和数量的变化。反应碰撞的一种类型如“电负性交换”：一个原子，分子或离子，一个或多个电子交换的原子物理学过程。很可能在此过程中一个电子给其中一个碰撞物带上正电性。如太阳风中的正电子（参见高能离子）通过彗星周围的气层时被捕获并发出x射线。正碰：一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。一个运动的球与一个静止的球碰撞，如果碰撞之前球的运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为非对心碰撞。散射：在粒子物理，原子物理或者当一个光子作为碰撞物之一时，碰撞也称为散射，散逸或漫射。当一个粒子在碰撞中向另一个能级跃迁时，也称作非弹性碰撞（非弹性散射）。当多数光子参与一个非弹性散射时会改变其总波长。相关请参阅散射和散射原理。碰撞的最主要特点是：碰撞时间极短，作用力变化快和作用力峰值大等，因而其他的作用力可以忽略不计。如碰撞是对心碰撞，则系统满足动量守恒，即（1）一：弹性碰撞在理想情况下，物体碰撞后，形变能够恢复，不发热、发声，没有动能损失，这种碰撞称为弹性碰撞，又称完全弹性碰撞。真正的弹性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之间才会出现。生活中，硬质木球或钢球发生碰撞时，动能的损失很小，可以忽略不计，通常也将它们的碰撞看成弹性碰撞。碰撞时动量守恒。当两物体质量相同时，互换速度。弹性碰撞过程一般可分为两个阶段，即压缩阶段和恢复阶段。弹性碰撞两物体的动能之和完全没有损失可表示为（2）由(1)和(2)得性质：1.v1'－v2'=v2－v1：一个物件相对另一个物件的速度，在碰撞后逆转了物件在碰撞前后的平均动量相同质心的速度不变2.若v1大而两个碰撞物的质量相近，根据上式，v1'将会减少。若碰击一个质量小的物件，速度改变不大；碰上一个质量大的物件，越快的物件便回弹得越快因此，中子缓和剂有许多质量小的原子核的原子（另一个好处是它们不易吸收中子），因为质量最小的原子核和中子的质量十分接近二：非弹性碰撞：1．恢复系数e牛顿总结实验结果，提出碰撞定律：碰撞后两球的分离速率与碰撞前两球的接近速率成正比，比值e由两球的材料决定，即（3）e称为恢复系数。利用恢复系数e可以对碰撞进行分类。2.非弹性碰撞碰撞过程中物体往往会发生形变，还会发热、发声。因此在一般情况下，碰撞过程中会有动能损失，即动能、机械能都不守恒，这类碰撞称为非弹性碰撞。碰撞后物体结合在一起，或者速度相等，看做一个整体时动能损失最大，这种碰撞叫做完全非弹性碰撞，完全非弹性碰撞的过程机械能也不守恒。但是该系统的动量守恒。这种碰撞被压缩的物体不能恢复原状而有一部分残留的形变，碰撞前后的系统的动能不相等，则称为非弹性碰撞。非弹性碰撞中0e1，分离速率小于接近速率，弹性碰撞中e＝1，分离速率等于接近速率。如e＝0，,则属于完全非弹性碰撞。由（1）和（3）式可解出完全非弹性碰撞中（4）完全非弹性碰撞中的机械能损失为而对于一般的非弹性碰撞，3.辨别非弹性碰撞碰撞后完全不反弹，比如湿纸或一滴油灰，落地后完全粘在地上，这种碰撞则是完全非弹性的，自然界中，多数的碰撞实际都属于非弹性碰撞。总结：从某种程度上，普通大小的物体间的碰撞总是非弹性的。在讨论具体问题是，我们可以遇到一些可以近似看作是弹性碰撞的现象，正所谓是把抽象的问题具体化，把简单的问题复杂化，这样更有利于对问题的研究。