题目
如图所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接。质量为m1的小球从高为h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞,碰撞前后两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失。求
(1)
碰撞后小球m2的速度大小v2;
(2)
若碰撞后两球的动量相同,则两球的质量之比为多少?
答案: 解:小球m1从A下滑到B的过程,有机械能守恒有: m1gh=12m1v02 ; 小球A和小球B发生碰撞,没有能量损失,因此动量守恒,机械能守恒: m1v0=m1v1+m2v2 ; 12m1v02=12m1v12+12m2v22 ; 联立可解得: v2=2m1m1+m22gh
解:若两球的动量相等,因此有碰撞后: m1v0=P1+P2⇒P1=P2=12m1v0 ; P2=m2v2 ;将 v2=2m1m1+m22gh 代入联立可解得 m1m2=31