题文
一水平放置的圆环形刚性窄槽固定在桌面上,槽内嵌着三个大小相同的刚性小球,它们的质量分别为m1、m2、m3,且m2=m3= 2m1.小球与槽的两壁刚好接触且不计所有摩擦。起初三个小球处于如图- 25所示的等间距的I、II、III三个位置,m2、m3
静止,m1以初速度
沿槽运动,R为圆环内半径与小球半径之和。已知m1以v0与静止的m2碰撞之后,m2的速度大小为2v0/3;m2与m3碰撞之后二者交换速度;m3与m1之间的碰撞为弹性碰撞:求此系统的运动周期T.
题型:未知 难度:其他题型
答案
设
经过
与
相碰,
------------------------① (1分)
设
与
碰撞之后两球的速度分别为
、
在碰撞过程中由动量守恒定律得:
-------------------------------------------------------② (2分)
因
,求得
,
方向与碰前速度方向相反. (1分)
设
经过
与
相碰,
------------------------------------③ (1分)
设
与
碰撞之后两球的速度分别为
、
,因
与
在碰撞后交换速度
所以
, 
(1分)
由碰后速度关系知,
与
碰撞的位置在Ⅰ位置,设
经过
与
相碰,
-------------------------------------------⑦ (1分)
设
与
碰撞后的速度分别为
,
,
由动量守恒和机械能守恒定律可得:
-------------------------------------⑧ (2分)
---------------------⑨ (2分)
联立⑤,⑥得:
或
(舍) (2分)
设
碰后经
回到Ⅱ位置,
---
-----------------------------⑩ (1分)
至此,三个小球相对于原位置分别改变了1200,且速度与最初状态相同。故再经过两个相同的过程,即完成一个系统的运动周期。

(4分)
解析
略
考点
据考高分专家说,试题“一水平放置的圆环形刚性窄槽固定在桌面上,.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





