
如图所示,可视为质点的小球A、B放置在光滑水平平台上。现使小球A以一定初速度沿水平平台向右运动,小球A、B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。小球A碰撞后从平台左边缘飞出,落到比平台低h=0.8m的水平地面时离平台左边缘的水平位移x=0.4m。小球B从平台右边缘飞出后刚好沿切线进入固定的竖直光滑圆弧轨道的D点,且恰好能通过圆弧轨道最高点C。已知小球A的质量m1=1kg,圆弧轨道的轨道半径R=0.4m,D点和圆弧轨道圆心O点的连线与竖直方向的夹角θ=60°,取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)碰撞后瞬间小球A的速度大小vA;
(2)小球B经过D点时的速度大小vD;
(3)小球A碰撞前的速度大小v0和小球B的质量m2。
【答案】(1)1m/s
(2)4m/s
(3)3m/s,2kg
【知识点】利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题
【详解】(1)小球A做平抛运动,竖直方向上有
水平方向上有
解得
(2)小球B恰好能通过圆弧轨道最高点C,有
小球B从D点运动到C点,由动能定理有
其中
解得
(3)小球B从平台右边缘飞出在空中做平抛运动,有
小球A、B发生弹性碰撞,有
解得
,
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