处有一质量为m2的小球B处于静止状态,如图2所示.小球A与小球B发生碰撞后,小球A、B均向右运动.小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ=1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞,求两小球质量之比.
图2
解析 从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A和B的速度大小保持不变,根据它们通过的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4∶1
两球碰撞过程为弹性碰撞,有:m1v0=m1v1+m2v2
m1v=m1v+m2v
解得=2.
答案 2
1.弹性碰撞遵循的规律:碰撞前、后两物体动量守恒,机械能守恒.
2.弹性碰撞模型特例:一动碰一静模型.
两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0
针对训练 如图3所示,足够长的光滑轨道由斜槽轨道和水平轨道组成.水平轨道上一质量为mB的小球处于静止状态,一个质量为mA的小球沿斜槽轨道向下运动,与B球发生弹性正碰.要使小球A与小球B能发生第二次碰撞,mA和mB应满足什么关系?
图3
答案 mB>3mA
解析 设小球A与小球B碰撞前的速度大小为v0.根据弹性碰撞过程动量守恒和机械能守恒得
mAv0=mAv1+mBv2,mAv=mAv+mBv.