18。三個質量為m的彈性小球用兩根長為L的輕繩連成一條直線而靜止在光滑水平面上。現給中間的小球B一個水平初速度V,方向與繩垂直。小球相互碰撞時無機誡能的損失。輕繩不可伸長。求:(1)當小球A,C(A,C小球在兩邊)第一次相碰時,小球B的速度?(2)當三個小球再次處在同一直線時,小球B的速度?(3)運動過程中小球A的最大動能E和此時兩繩的夾角?

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解答:(1)設小球AC第一次相碰時,小球B的速度為vB,考慮到對稱性及繩的不可伸長特征,小球A,C沿小球B初速度方向的速度也為VB,由動量守恒定律得mv0=3mvB 由此解得:VB=1/3v0(2)當三個小球再次處在同一直線上時,則由動量守恒定律和機械能守恒定律得:mvo=mvB+2mvA1/2mv^20=1/2mv^2B+2*1/2mv^2A可解得vB=1/3v0。vA=2/3v0(三球再次處于同一直線)vB=v0,vA=0(初始狀態,舍去)所以三球再次處于同一直線上時,小球B的速度為vB=-1/3v0(方向與原方向相反)(3)當小于A的動能最大時,小球B的動能為零即速度為零。高此時小球A,C的速度大小為u,兩根繩間的夾角為θ,則仍由動量守恒和機械能守恒定律得mv0=2musinθ/21/mv^20=2*1/2Mu^2另外,EkA=1/2mu^2由此可解得,小球A的最大動能為EKA=1/4mv^2此時兩根繩間夾角為θ=90度。