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在光滑水平面上有质量分别为M和m的两物体A和B,它们沿同一直线运动而发生非弹性碰...

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在光滑水平面上有质量分别为M和m的两物体A和B,它们沿同一直线运动而发生非弹性碰...

在光滑水平面上有质量分别为M和m的两物体A和B,它们沿同一直线运动而发生非弹性碰撞,碰前其速度分别为V和v.
(1)试根据动量守恒定律证明:当碰撞为完全非弹性碰撞时,系统损失的机械能最多;
(2)在完全非弹性碰撞的情况下,系统损失机械能的值为多少?

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    2018-12-29 01:49:18
  •   解:(1)设碰撞后两球的速度分别为V′和v′,机械能的损失为△E.
    由动量守恒定律和能量守恒定律得:
      MV mv=MV′ mv′①
    △E=12MV2 12mv2-12MV′2-12mv′2  ②
    由①得:V′=MV mv-mv′M ③
    代入②得:△E=12MV2 12mv2-12M(MV mv-mv′M)2-12mv′2  ④
    对此式求导得:△E′=-2(MV mv-mv′)2M•m-mv′⑤
    当△E′=0时,△E有最大值,由上式可得 v′=MV mvM m ⑥
    将⑥代入①得 V′=MV mvM m ⑦
    则得V′=v′,此时两球发生完全非弹性碰撞,所以当碰撞为完全非弹性碰撞时,系统损失的机械能最多.
    (2)在完全非弹性碰撞的情况下碰撞后两球的速度相同,设为v共,由上题结论得:
      v共=MV mvM m
    △E=12MV2 12mv2-12(M m)v2共
    联立解得:△E=12MV2 12mv2-(MV mv)22(M m)
    答:(1)证明见上.(2)在完全非弹性碰撞的情况下,系统损失机械能的值为12MV2 12mv2-(MV mv)22(M m).。
      

    y***

    2018-12-29 01:49:18

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