题目内容
【题目】北京2022年冬奥运会和冬残奥运开闭幕式计划在北京市区举行，国家游泳中心“水立方”又将迎来新的使命，在这里将进行冰壶的比赛项目。在冰壶比赛中我们经常可以听到这些词：“先手”、“后手”、“进营”、“打定”等。其中“打定”就是将对方的冰壶击打出大本营，自己的冰壶停在打击位置，从而留在大本营。此过程中两个冰壶的碰撞可以看作是对心弹性碰撞，两个冰壶质量完全相同，且运算时可当质点处理。下图为冰壶场地示意图，大圆半径为R，栏线到圆心的距离为L，已知冰壶甲静止于圆心O处。
（1）请用物理学知识解释“打定”中，自己的冰壶在打击后停在击打位置不动的现象；
（2）已知冰壶和冰面之间的动摩擦因数为μ，欲通过“打定”的技巧将甲冰壶打出大本营，求乙冰壶从A点投出时速度应满足的条件。
【答案】（1）两冰壶发生弹性碰撞，碰撞后互换速度，出现“打定”中，自己的冰壶在打击后停在击打位置不动的现象；（2）乙冰壶从A点投出时速度应满足的条件是：v0＞
。
【解析】
设两个冰壶的质量均为m，碰撞前乙的速度为v，碰撞后乙和甲的速度分别为v1、v2，
（1）两冰壶发生对心弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞前乙的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv＝mv1+mv2，
由机械能守恒定律得：
，
解得：v1＝0，v2＝v，由此可知，有自己的冰壶停在打击位置不动的现象；
（2）设以冰壶投出的速度为v0，甲冰壶刚好被打出大本营，
乙冰壶从投出到碰撞前瞬间过程，由动能定理得：
，
两冰壶发生对心弹性碰撞，则碰撞后v2＝v，若甲冰壶恰好滑到大本营的右侧边缘，对甲冰壶，由动能定理得：
，
解得：
要将冰壶甲打出大本营，乙冰壶从A点投出的速度应满足：
；
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