mvA=mv′A+mvB ①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA,由功能关系得WA=mv-mv
②
设B与C碰撞前B的速度为v′B,B克服轨道阻力所做的功为WB,由功能关系得WB=mv-mv′ ③
据题意可知WA=WB ④
设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v,由动量守恒定律得
mv′B=2mv ⑤
联立①②③④⑤式,
代入数据得
v=v0. ⑥
【答案】v0
6.如图149所示,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间.A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态.现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞.设物体间的碰撞都是弹性的.
图149
【解析】A向右运动与C发生第一次碰撞,碰撞过程中,系统的动量守恒、机械能守恒.设速度方向向右为正,开始时A的速度为v0,第一次碰撞后C的速度为vC1,A的速度为vA1.由动量守恒定律和机械能守恒定律得
mv0=mvA1+MvC1 ①
mv=mv+Mv ②
联立①②式得
vA1= v0 ③