2m1m1m2
v0
23v0
以m2、m3为研究对象,当
m2与
m3发生弹性碰撞后,得v3
23
v0
v20
以m3、m1为研究对象,当m3与m1发生弹性碰撞后,得v30
v1v0
由此可见,当m1运动到m2处时与开始所处的状态相似所以碰撞使m1、m2、m3交换位
置,当m1再次回到原来位置时,所用的时间恰好就是系统的一个周期T,由此可得周期
T
3t1
t2
t3
32R3v0
2Rv0
2R3v0
10Rv0
10RR
20s
2
例11有许多质量为m的木块相互靠着沿一直线排列于光滑的水平面上每相邻的两个
木块均用长为L的柔绳连接着现用大小为F的恒力沿排列方向拉第一个木块,以后各木块
依次被牵而运动,求第
个木块被牵动时的速度
解析每一个木块被拉动起来后,就和前面的木块成为一体,共同做匀加速运动一段距
离L后,把绳拉紧,再牵动下一个木块在绳子绷紧时,有部分机械能转化为内能因此,
如果列出
1FL
12
mv
2
这样的关系式是错误的
设第
1个木块刚被拉动时的速度为v
1,它即将拉动下一个木块时速度增至v
1,
第
个木块刚被拉动时速度为v
对第
1个木块开始运动到它把下一段绳子即将拉
紧这一过程,由动能定理有:
FL
12
1mv
21
12
1mv
21
①
对绳子把第
个木块拉动这一短暂过程,由动量守恒定律,有
1mv
1
mv
得:v
1
1v
②
8
f把②式代入①式得:
FL
12
1m
1
v
2
12
1mv
21
整理后得:
1
2FLm
2v
2
12
v
21
③
③式就是反映相邻两木块被拉动时速度关系的递推式,由③式可知
当
2
时有:
2FLm
22v22
v12
当
3
时有:2
2FLm
32v32
22v22
当
4
时有:3
2FLm
42v42
32v32
…
一般地有
1
2FLm
2v
2
12
v
21
将以上
1
个等式相加,得:1
2
3
1
2FLm
2v
2
v12
所以有
12
2FLm
2v
2
v12
在本题中v10,所以v
FL
1
m
例12如图68所示,质量m2kg的平板小车,后端放
有质量M3kg的铁块,它和车之间动摩擦因数050开始
时,车和铁块共同以v03ms的速度向右在光滑水平面上
前进,并使车与墙发生正碰,设碰撞时间极短,碰撞无机械能损失,且车身足够长,使得铁块总不能和墙相碰,求小车走过的总路程
解析小车与墙撞后,应以原速率弹回铁块由于惯性继续沿原来方向运动,由于铁块和车的相互摩擦力作用,过一段时间后,它们就会相对静止,一起以相同的速度再向右运动,然后车与墙发生第二次碰撞,碰后,又重复第一次碰后的情况以后车与墙就这样一次次碰撞r