题目内容
【题目】如图,足够大的光滑水平面上固定着一竖直挡板,挡板前L处静止着质量m1=1kg的小球A,质量m2=2kg的小球B以速度v0运动,与小球A正碰。两小球可看作质点,小球与小球及小球与挡板的碰撞时间忽略不计,且碰撞中均没有机械能损失。求
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(1)第1次碰撞后两小球的速度;
(2)两小球第2次碰撞与第1次碰撞之间的时间;
(3)两小球发生第3次碰撞时的位置与挡板的距离。
【答案】(1)
方向均与
相同 (2)
(3)![]()
【解析】
(1)第一次发生碰撞,动量守恒,机械能守恒;
(2)小球A与挡板碰后反弹,发生第2次碰撞,分析好位移关系即可求解;
(3)第2次碰撞过程中,动量守恒,机械能守恒,从而找出第三次碰撞前的初始条件,分析第2次碰后的速度关系,位移关系即可求解。
(1)设第1次碰撞后小球A的速度为
,小球B的速度为
,根据动量守恒定律和机械能守恒定律:![]()
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整理得:
,![]()
解得
,
,方向均与
相同。
(2)设经过时间
两小球发生第2次碰撞,小球A、B的路程分别为
、
,则有
,![]()
由几何关系知:![]()
整理得:![]()
(3)两小球第2次碰撞时的位置与挡板的距离:![]()
以向左为正方向,第2次碰前A的速度
,B的速度为
,如图所示。
设碰后A的速度为
,B的速度为
。根据动量守恒定律和机械能守恒定律,有
; ![]()
整理得:
,![]()
解得:
,![]()
设第2次碰后经过时间
发生第3次碰撞,碰撞时的位置与挡板相距
,则
,![]()
整理得:![]()
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