解得v10=①
设碰撞后m1与m2的速度分别为v1和v2,根据动量守恒定律有m1v10=m1v1+m2v2②
由于碰撞过程中无机械能损失
m1v102=m1v12+m2v22③
联立②③式解得v2=④
将①代入④得v2=
借题发挥 对于物理过程较复杂的问题,应注意将复杂过程分解为若干简单的过程(或阶段),判断在哪个过程中系统动量守恒,哪一个过程机械能守恒或不守恒,但能量守恒定律却对每一个过程都适用.
9.如图2所示,在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则( )
图2
A.小球在小车上到达最高点时的速度大小为
B.小球离车后,对地将向右做平抛运动
C.小球离车后,对地将做自由落体运动
D.此过程中小球对车做的功为mv02
答案 ACD
解析 小球到达最高点时,小车和小球相对静止,且水平方向总动量守恒,小球离开车时类似完全弹性碰撞,两者速度完成互换,故选项A、C、D都是正确的.
10.如图3所示质量相等的A、B两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,A球的速度是6 m/s,B球的速度是-2 m/s,不久A、B两球发生了对心碰撞.对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的各种猜测结果一定无法实现的是( )
图3
A.vA′=-2 m/s,vB′=6 m/s
B.vA′=2 m/s,vB′=2 m/s
C.vA′=1 m/s,vB′=3 m/s
D.vA′=-3 m/s,vB′=7 m/s
答案 D
解析 两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和.即mAvA+mBvB=mAvA′+mBvB′①,mAvA2+mBvB2≥mAvA′2+mBvB′2②,选项D中满足①式,但不满足②式,所以D选项错误.