如图所示,质量均为m大小相同的小球A、B(都可视为质点)静止在光滑水平面内的x轴上,它们的位置坐标分别为x=0和x=l.现沿x轴方向加一个力场,该力场只对小球A产生沿x轴正方向大
◎ 题目
如图所示,质量均为m大小相同的小球A、B(都可视为质点)静止在光滑水平面内的x轴上,它们的位置坐标分别为x=0和x=l.现沿x轴方向加一个力场,该力场只对小球A产生沿x轴正方向大小为F的恒力,以后两小球发生正碰过程时间很短,不计它们碰撞过程的动能损失. (1)小球A、B在第一次碰撞后的速度大小各是多少? (2)如果该力场的空间范围是0≤x≤L(L>l),求满足下列条件的L值 ①小球A、B刚好能够发生两次碰撞; ②小球A、B刚好能够发生n次碰撞. |
◎ 答案
(1)A第一次碰前速度设为v0 动能定理:Fl=
A与B碰撞,动量守恒, 则mv0=mvA′+mvB′ 根据题意,总能量不损失, 则
联立解得vA′=0,vB′=v0=
(2)①对质点A: 第一次碰前:v0=at0 l=
第一次碰后到第二次碰前过程: 第二次碰前速度 vA1=at1 sA1=
对质点B: 第一次碰后到第二次碰前过程:sB1=v0t1 由于sA1=sB2 解得:t1=2t0,vA1=2v0,sA1=sB1=4l 则要使质点A、B刚好能够发生两次碰撞,L=l+4l=5l ②质点A、B第二次碰前速度分别为2v0、v0,碰后速度分别设为v″A和v″B 动量守恒:m?2v0+mv0=mv″A+mv″B 能量关系:
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