Question

【题目】(17分)如图,在光滑的水平长轨道上,质量为m的小球P1和质量M的小球P2分别置于A、C两点,从某时刻起,P1始终受到向右的大小恒定为F的力作用而向右运动,到C点时与P2发生水平对心正碰（碰撞时间很短,可忽略不计）,碰后瞬间P1速度变为零.已知AC、BC间距离分别为LAC=2L，LCB=L，M=3m.试求：

(1)碰后瞬间P2的速度大小;

（2）两球第二次碰撞前的最大距离dm .

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

试题分析：(1)P1从A到C过程中，由动能定理得： （2分）

解得： （1分）

两球碰撞过程内力远大于外力，系统动量守恒，以P1的初速度方向为正方向，

由动量守恒定律得： (2分)

解得： （2分）

(2)P1做初速度为零的匀加速运动，P2做匀速直线运动，当两者速度相等时，两球间的距离最大，

对P1由牛顿第二定律得： （1分）

P1的速度：v1=at （1分）

当两球的速度相等时，两球间的距离最大，v1=v （2分）

P1的位移： （1分）

P2的位移：x2=vt （1分）

两球间的最大距离： （2分）

解得： （2分）