问题
问答题
如图所示,在光滑水平面上有A,B,C三个大小相同的弹性小球静止地排成一直线.已知A球质量是为m,B球质量为3m,C球质量为2m.现使A球沿三球球心连线以速度v0冲向B球.假设三球间的相互作用都是弹性碰撞.试求三球不再发生相互作用时每个球的速度.

答案
设小球A与B发生碰撞后速度分别为vA、vB,
因为是弹性碰撞,
由动量守恒和动能守恒得
mv0=mvA+3mvB
m1 2
=v 20
m1 2
+v 2A
×3m1 2 v 2B
代入数据解得
vA=
v0=-m-3m m+3m
v01 2
方向向左
vB=
v0=2m m+3m
v01 2
方向向右
此后B球以速度vB与C球发生碰撞,
设碰撞后速度分别为vB′、vC,
因为是弹性碰撞,
由动量守恒和动能守恒得
3mvB=3mvB+2mvC
×3m1 2
=v 2B
×3mvB^2+1 2
×2m1 2 v 2C
代入数据解得
vB′=
vB=3m-2m 3m+2m
vB=1 5
v01 10
方向向右
vC=
vB=2×3m 3m+2m
vB=6 5
v03 5
方向向右
此后三球不会在碰撞
故三球不再发生相互作用时速度分别为-
v0、1 2
v0、1 10
v0.3 5