Question

18．在某次斯诺克比赛中，白球以4m/s速度推出，与正前方另一静止的相同质量的红球发生对心正碰，碰撞后红球的速度为3m/s，运动方向与白球碰前的运动方向相同，不计球与桌面间的摩擦．
（1）求碰后瞬间白球的速度；
（2）试通过计算说明该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞．

Answer 1

分析 （1）两球碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律求出碰后瞬间白球的速度．
（2）求出碰撞前后两球的总动能，然后判断碰撞的类型．若总动能守恒，则是弹性碰撞．

解答 解：（1）设每个球质量为m．取碰撞前白球的速度方向为正方向．由动量守恒定律得：
  m_白v_白=m_白v_白′+m_红v_红′
即 m×4=mv_白′+m×3
解得：v_白′=1m/s；
得碰后瞬间白球的速度为：v_白′=1m/s
（2）碰撞前总动能是：E_k=$\frac{1}{2}$mv_白²=$\frac{1}{2}$×m×4²=8m
碰撞后的总动能是：E′_k=$\frac{1}{2}$mv_白′²+$\frac{1}{2}$mv_红²=$\frac{1}{2}$×m×1²+$\frac{1}{2}$×m×3²=5m，
由此可知，碰撞前后，系统动能关系为，E_k＞E′_k，则该碰撞为非弹性碰撞．
答：
（1）碰后瞬间白球的速度是1m/s；
（2）碰撞是非弹性碰撞．

点评 应用动量守恒定律与动能计算公式即可正确解题，要知道弹性碰撞过程没有机械能损失，非弹性碰撞有机械能损失．