题目

某同学研究碰撞问题,设计了如图35-2所示的装置。天花板下用等长轻细线竖直悬挂两弹性小球,球大小可以忽略,细线长度为R,A球质量为m,B球质量为M,其中M = 3m,重力加速度为g . 现将A球拉至水平位置,保持细线伸直、无张力(如图虚线所示),给A球以竖直向下的初速度,使A、B两球在最低点发生弹性正碰,发现A球刚好能弹回初始的水平位置。求: ①     碰撞后瞬间A的速度大小v1; ②     释放A球时初速度大小v .   答案:解:① A碰撞结束到弹回初始位置有:                                                          (2分)       得                                                   (1分) ② A、B系统碰撞前后瞬间,系统动量守恒:     (2分) 弹性碰撞,故碰撞过程能量守恒:                  (2分) 联立解得:,所以          从释放到碰撞前瞬间,A球机械能守恒:                           (2分)           解得:                                             (1分)
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