问题 多选题

如图所示,在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道,在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙,另一个质量为m1的弹性小球甲以初速v0运动,与乙球发生第一次碰撞后,恰在C点发生第二次碰撞.则甲、乙两球的质量之比m1:m2可能等于(  )

A.3:5

B.1:9

C.1:7

D.2:3

答案

设碰撞后m1、m2的速度分别为v1、v2.由题分析得到,m1碰后必然反向.

第一种情况:m1小球由A到B撞m2过程:

以v0方向为正,由动量守恒定律得:

m1v0=m2v2-m1v1…①

因为恰在C点发生第二次碰撞,在相同时间内,线速度大小与路程成正比,则有:

3v2=v1…②

且m1、m2为弹性球发生弹性碰撞,由机械能守恒得:

1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22…③

将②代人①③得:

m1(v0+3v2)=m2v2

m1(v02-9v22)=m2v22

两式相除得v0=4v2

 再代入①解得m1:m2=1:7

第二种情况:m1小球由A到D到C再到B撞m2过程:

以v0方向为正,由动量守恒定律得:

m1v0=m2v2-m1v1…①

因为恰在C点发生第二次碰撞,故有:

v2=3v1…②

且m1、m2为弹性球发生弹性碰撞,由机械能守恒得:

1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22…③

解得:m1:m2=3:5

故选AC

单项选择题
单项选择题 B型题