
超彈性碰撞演示 BJDLS-23

一個彈性小球自由下落與地面碰撞后會沿原路反回,其反彈高度不會超過其下落的起始高度。但是若引入一個大彈性球,把它置于小球的下面并令兩球同時自由下落,小球的反彈高度會遠遠超過其自由下落的起始高度,這就是所謂的超彈性碰撞。
由牛頓力學(xué)可知:若小球與靜止的大球做對心彈性碰撞,且大球質(zhì)量遠遠大于小球,則碰后小球?qū)丛俜祷囟笄驇缀醪粍?。但是如果小球撞向與之相向運動的大球,假設(shè)大球的反向速度等于小球碰前的速度且碰后大球基本不動,則由理論計算可知,小球的反彈速度可達碰前速度的(k+1/k-1)倍,其中k為大球與小球的質(zhì)量比。可見兩球的質(zhì)量相差越大,小球的反彈速度越大。此時,大球
和小球的初始動能都變成小球的動能了。
本實驗中做(1)、(2) 操作時,大球首先碰地反彈,與中球碰撞,使中球獲得較大的反向速度,中球再與小球相向碰撞,情況類似于上述分析的情況。
由于本實驗中沒有對球的質(zhì)量和速度做定量測量,且各球之間的碰撞也不能視為完全彈性碰撞,所以只能用上述理論對其做定性分析。