问题 计算题

(9分)如图所示,光滑的水平面上静止着半径相同的三个小球A、B、C,其中小球A、C的质量分别为mA=m、mC=4m。现使A以初速沿B、C的连线方向向B运动,求B球的质量M为何值时,才能使C球碰撞后的速度最大?(已知A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞)

答案

  2m

以碰撞前A球的速度方向为正,A球与B球发生弹性碰撞,设碰撞后的速度分别为,由能量守恒定律和动量守恒定律,得

                 1分

             1分

解得                   1分

B球与C球发生弹性碰撞,设碰撞后的速度分别为,由能量守恒定律和动量守恒定律,得

               1分

            1分

解得              1分

故C球碰撞后的速度

         1分

由数学关系解得时,C球碰撞后的速度最大。           2分

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