弹性碰撞与动量守恒
1·预测
两个相同的球以相同的速度相互滚动并发生弹性碰撞。碰撞后，它们的速度与碰撞前相比如何？
- 每个球都以与进入时相同的速度直接弹回
- 两个球在碰撞点停止不动
- 两个球继续保持不变，就好像它们穿过对方一样
2·设置
- 打开 elastic-collision 模拟并按重置。
- 确认两个球具有相等的质量，并为下面的每次试验设置接近速度（球 A 向右移动，球 B 以相同的速度向左移动）。
- 按“播放”，观察两个球上的动量探针，并在球分离后立即记录球 A 的动量读数。
3·收集数据
| 质量m（每个球） (kg) | 接近速度v (m/s) | 球 A 动量 p = mv (kg·m/s) | 球 A KE = ½mv² (J) | 碰撞后 A 球的动量 — 理想预测值 (kg·m/s) | 碰撞后的总动量 (A + B) (kg·m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 6.00 | ||||
| 1.50 | 8.00 | ||||
| 2.00 | 5.00 |
绘制接近速度v（x轴）相对碰撞前A球动能（y轴）的关系图。
4·分析
- 展示您在一次试验中计算球 A 碰撞前动量 (p = mv) 的工作，并将其与模拟的动量探针读数进行比较。
- 比较球 A 碰撞前后的动量。符号的变化告诉你它的什么方向？ A球+B球的总动量守恒吗？
5·扩展
- 模拟使用 0.98 的恢复，而不是完美的 1.0。您预计反弹势头与您的理想预测有何不同？为什么？
- 如果B球的重量是A球的两倍，A球还会直接弹回来吗？使用一般的 elastic-collision 公式来推理它。
这个实验背后的物理原理
势头
每个球在撞击前的动量，来自您为每次试验设置的质量和接近速度。碰撞过程中总动量（球 A + 球 B）守恒。
动能
球 A 在撞击前的运动能量。在完全弹性碰撞中，这是完全守恒的；实时模拟的 0.98 恢复仅保留 e²，您的详细答案应该考虑到这一点。