题目内容
碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律,我们采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2所示,在固定光滑水平轨道上,质量分别为
、
……的若干个球沿直线静止相间排列,给第1个球初能
,从而引起各球的依次碰撞。定义其中第
个球经过一次碰撞后获得的动能
与
之比为第1个球对第
个球的动能传递系数![]()
a.求![]()
b.若
为确定的已知量。求
为何值时,
值最大
![]()
【解析】解;小球1和球2碰撞是机械能守恒和动量守恒有:
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有以上三式可得出![]()
球2和球3碰撞是机械能守恒和动量守恒有:
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可得出![]()
。。。。。。。。。
当第n-1小球和第n球碰时有
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![]()
可得出![]()
则![]()
所以
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(2)将
和![]()
代入第一问的结果可得:
由数学知识可知当
时有最大值![]()
即
时有最大值
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