一质量为m的小球以v0的速度与静止在光滑水平面上的质量为M的小球发生对心碰撞,碰撞时无机械能损失.求碰后两球的速度.

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

一质量为m的小球以v0的速度与静止在光滑水平面上的质量为M的小球发生对心碰撞,碰撞时无机械能损失.求碰后两球的速度.

◎ 答案

(1)v1=v0                                                               
v2=v0.                                                                
讨论:(1)m>M时,v1为正;m<M时,v1为负,
即被反向弹回;m=M时,v1=0,v2=v0,即碰后两球交换速度.
(2)当m>>M时,v1≈v0,v2≈2v0;
当m<<M时,v1≈-v0,v2≈0.

◎ 解析

设碰后m的速度为v1,M的速度为v2,由动量守恒定律得
mv0=mv1+Mv2                                                                                                
因碰撞时无机械能损失,总动能守恒
mv02=mv12+Mv22                                                                                   
联立求解方程①、②便可得到v1、v2,但该二元二次方程组用代入法解很麻烦,需变形后再解①变为m(v0-v1)=Mv2                                                                                     
②变为m(v02-v12)= Mv22                                                                             
④除以③得
v0+v1=v2                                                                                                       
解①⑤组成的方程组可得v1=v0                                                               
v2=v0.                                                                
讨论:(1)m>M时,v1为正;m<M时,v1为负,
即被反向弹回;m=M时,v1=0,v2=v0,即碰后两球交换速度.
(2)当m>>M时,v1≈v0,v2≈2v0;
当m<<M时,v1≈-v0,v2≈0.

◎ 知识点

    专家分析,试题“一质量为m的小球以v0的速度与静止在光滑水平面上的质量为M的小球发生对心碰撞,碰撞时无机械能损失.求碰后两球的速度.…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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