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如图所示,质量为M=0.1kg、半径为R=1.0m的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面上,一质量为m=0.2kg的光滑小球以水平速度v0=6.0m/s通过环上的小孔正对环心射入环内,与环发生第一次碰撞
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问题描述:

如图所示,质量为M=0.1kg、半径为R=1.0m的质量分布均匀的圆环静止在粗糙的水平桌面上,一质量为m=0.2kg的光滑小球以水平速度v0=6.0m/s通过环上的小孔正对环心射入环内,与环发生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不会从小孔中穿出.假设小球与环内壁的碰撞为弹性碰撞,只考虑圆环与桌面之间的摩擦,且粗糙程度各处相同.求:

①第一次碰撞后圆环的速度;

②第二次碰撞前圆环的位移;

③圆环通过的总位移.

刘怀德回答:
  ①设第一次刚碰撞完,小球和环各自的速度大小分别为v1和v2,取向左为正方向,根据动量守恒定律和机械能守恒定律,有:   mv0=mv1+Mv2   12
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