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

1
2
m
v20
=
1
2
m
v2A
+
1
2
×3m
v2B

代入数据解得 

vA=

m-3m
m+3m
v0=-
1
2
v0

方向向左

vB=

2m
m+3m
v0=
1
2
v0

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

1
2
×3m
v2B
=
1
2
×3mvB^2+
1
2
×2m
v2C

代入数据解得

 vB=

3m-2m
3m+2m
vB=
1
5
vB=
1
10
v0

方向向右

vC=

2×3m
3m+2m
vB=
6
5
vB=
3
5
v0

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-

1
2
v0
1
10
v0
3
5
v0

判断题
单项选择题