题目内容

【题目】如图所示,质量均为mABC三个小球置于光滑水平面内,BC两球用轻质刚性杆连接,并处于静止状态,A球沿图示方向以速度vB球正碰。已知恢复系数,求碰撞过程中系统的动能损失。若碰后AB黏在一起,再求碰撞过程中系统的动能损失。

【答案】

【解析】

由于AB间发生的是的正碰,若不黏在一起,则碰后AB在速度v的方向上有共同速度,设为,设B在垂直于的方向上的速度为,由于C只受到来自杆方向上的作用力,于是设C沿BC方向上的速度为,如图乙所示。

在速度v的方向上,有

在垂直于速度v的方向上,有

.

BC方向上的速度关联满足

.

解得

则碰撞过程中动能的损失量为

若碰后AB黏在一起,则碰后AB有共同速度,设AB在速度v方向上的分量为,在垂直于的方向上的分量为,再设C沿BC方向上的速度为

在速度v的方向上,有

在垂直于速度v的方向上,有

BC方向上的速度关联满足

解得

则碰撞过程中动能的损失量为

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