即 或 ……③
碰撞前 B相对于 A的速度为 ,碰撞后 B相对于 A的速度为 ,
同理碰撞前 A相对于 B的速度为 ,碰撞后 A相对于 B的速度为 ,
故③式为 或 ,
其物理意义是:碰撞后 B相对于 A的速度与碰撞前 B相对于 A的速度大小相等,方向
相反;碰撞后 A相对于 B的速度与碰撞前 A相对于 B的速度大小相等,方向相反;
结论 1:对于一维弹性碰撞,若以其中某物体为参考系,则另一物体碰撞前后速度大
小不变,方向相反(即以原速率弹回)。
联立①②两式,解得
……④
……⑤
下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。
若 ,即两个物体质量相等
, ,表示碰后 A的速度变为 ,B的速度变为 。
结论 2:对于一维弹性碰撞,若两个物体质量相等,则碰撞后两个物体互换速度(即
碰后 A的速度等于碰前 B的速度,碰后 B的速度等于碰前 A的速度)。
若 ,即 A的质量远大于 B的质量
这时 , , 。根据④、⑤两式,
有 ,
表示质量很大的物体 A(相对于 B而言)碰撞前后速度保持不变……⑥
若 ,即 A的质量远小于 B的质量
这时 , , 。根据④、⑤两式,
有 ,
表示质量很大的物体 B(相对于 A而言)碰撞前后速度保持不变……⑦
综合⑥⑦,
结论 3: 对于一维弹性碰撞,若其中某物体的质量远大于另一物体的质量,则质量大
的物体碰撞前后速度保持不变。至于质量小的物体碰后速度如何,可结合结论 1和结论 3
得出。
4.对心碰撞与非对心碰撞:
(1)对心碰撞(正碰):碰撞以前的运动速度与两球心的连线在同一条直线,碰撞之
后两球的速度仍会沿着这条直线。
(2)非对心碰撞(斜碰):碰撞之前球的运动速度与两球心得连线不再同一条直线上,
碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。
非对心碰撞的两个物体,碰撞前后速度不在同一 条直线上,属于二维碰撞问题。如果
系统碰撞过程中所受合外力为零,则仍然满足动量守恒,这时通常将动量守恒用分量式表
示。如: 和 。