题目内容

【题目】如图所示,质量均为m的A、B、C三个小球置于光滑水平面内,B、C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v与B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A、B黏在一起,再求碰撞过程中系统的动能损失。

【答案】

【解析】

由于A、B间发生的是的正碰,若不黏在一起,则碰后A、B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

.

在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A、B黏在一起,则碰后A、B有共同速度,设A、B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

。

在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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