如图所示,在水平桌面上固定着一个水平放置的光滑圆轨道,在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙,另一个质量为m1的弹性小球甲以初速度Vo运动,与乙球发生第一次碰撞后

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在水平桌面上固定着一个水平放置的光滑圆轨道,在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙,另一个质量为m1的弹性小球甲以初速度Vo运动,与乙球发生第一次碰撞后,恰在C点发生第二次碰撞。若碰撞过程中没有动能损失,则甲、乙两球的质量之比m1: m2可能等于
A. 5:3B. 9:1C.1:7D.3:5

◎ 答案

ACD

◎ 解析

解答:解:设碰撞后m1、m2的速度分别为v1、v2.由题分析得到,m1碰后必然反向.
第一种情况:m1小球由A到B撞m2过程:以v0方向为正,由动量守恒定律得:m1v0=m2v2-m1v1…①
因为恰在C点发生第二次碰撞,在相同时间内,线速度大小与路程成正比,则有:3v2=v1…②
且m1、m2为弹性球发生弹性碰撞,由机械能守恒得:m1v02=m1v12+m2v22…③
将②代人①③得:m1(v0+3v2)=m2v2
m1(v02-9v22)=m2v22
两式相除得v0=4v2
再代入①解得m1:m2=1:7 
第二种情况:m1小球由A到D到C再到B撞m2过程:以v0方向为正,
由动量守恒定律得:m1v0=m2v2-m1v1…①
因为恰在C点发生第二次碰撞,故有:v2=3v1…②
且m1、m2为弹性球发生弹性碰撞,由机械能守恒得:m1v02=m1v12+m2v22…③
解得:m1:m2=3:5 
故选CD
点评:本题碰撞前小球m1的运动方向可能存在两种情况,碰撞遵守动量守恒和机械能守恒.关键是根据圆周运动知识的规律研究碰撞后速度的关系.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在水平桌面上固定着一个水平放置的光滑圆轨道,在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙,另一个质量为m1的弹性小球甲以初速度Vo运动,与乙球发生第一次碰撞后…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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