一水平放置的圆环形刚性窄槽固定在桌面上,槽内嵌着三个大小相同的刚性小球,它们的质量分别为m1、m2、m3,且m2=m3=2m1.小球与槽的两壁刚好接触且不计所有摩擦.起初三个小球

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一水平放置的圆环形刚性窄槽固定在桌面上,槽内嵌着三个大小相同的刚性小球,它们的质量分别为m1、m2、m3,且m2=m3=2m1.小球与槽的两壁刚好接触且不计所有摩擦.起初三个小球处于如图所示的等兼具的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置,m2、m3静止,m1以初速度v0=
πR
2
沿槽运动,R为圆环内半径与小球半径之和.已知m1以v0与静止的m2碰撞之后,m2的速度大小为
2v0
3
;m2与m3碰撞之后二者交换速度;m3与m1之间的碰撞为弹性碰撞.求此系统的运动周期T.
魔方格

◎ 答案

设m1经过t1与m2相碰,t1=
1
3
?2πR
v0
=
2πR
3v0

设m1与m2碰撞之后两球的速度分别为v1、v2,在碰撞过程中由动量守恒定律得:
    m1v0=m1v1+2m1v2
由题v2=
2v0
3
,求得v1=-
v0
3
,方向与碰前速度方向相反.
设m2经过t2与m3相碰,t2=
1
3
?2πR
v2
=
2πR
3v2

设m2与m3碰撞之后两球的速度分别为v2'、v3',因m2与m3在碰撞后交换速度
   所以v2'=0,v3′=
2v0
3

由碰后速度关系知,m3与m1碰撞的位置在Ⅰ位置,设m3经过t3与m1相碰,t3=
1
3
?2πR
v3

设m3与m1碰撞后的速度分别为v3'',v1'',由动量守恒和机械能守恒定律可得:
   2m1v3'+m1v1=2m1v3''+m1v1''
1
2
×2m1v32+
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示,质量为m的子弹以速度v0水平击穿放在光滑水平地面上的木块.木块长L,质量为M,木块对子弹的阻力恒定不变,子弹穿过木块后木块获得动能为Ek.若木块或子弹的质量发生
如图所示,质量为m的子弹以速
如图所示,上表面有一段光滑圆弧的质量为M的小车A置于光滑平面上,在一质量为m的物体B自弧上端自由滑下的同时释放A,则()A.在B下滑过程中,B的机械能守恒B.轨道对B的支持力对
如图所示,上表面有一段光滑
如图所示,质量为M的滑块B套在光滑的水平杆上可自由滑动,质量为m的小球A用一长为L的轻杆与B上的O点相连接,轻杆处于水平位置,可绕O点在竖直面内自由转动.(1)固定滑块B,给
如图所示,质量为M的滑块B套
如图所示,质量为M的木板静止在光滑水平面上,右端有一个固定在木板上的挡板D,挡板上固定一个轻弹簧,将一个质量为m的小物块放在弹簧的左端,将弹簧压缩,并用细线拴住.若烧
如图所示,质量为M的木板静止
两个质量分别为M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上.A和B的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平面相切,如图所示.一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度
两个质量分别为M1和M2的劈A和