18。三个质量为m的弹性小球用两根长为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。现给中间的小球B一个水平初速度V,方向与绳垂直。小球相互碰撞时无机诫能的损失。轻绳不可伸长。求:(1)当小球A,C(A,C小球在两边)第一次相碰时,小球B的速度?(2)当三个小球再次处在同一直线时,小球B的速度?(3)运动过程中小球A的最大动能E和此时两绳的夹角?

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解答:(1)设小球AC第一次相碰时,小球B的速度为vB,考虑到对称性及绳的不可伸长特征,小球A,C沿小球B初速度方向的速度也为VB,由动量守恒定律得mv0=3mvB 由此解得:VB=1/3v0(2)当三个小球再次处在同一直线上时,则由动量守恒定律和机械能守恒定律得:mvo=mvB+2mvA1/2mv^20=1/2mv^2B+2*1/2mv^2A可解得vB=1/3v0。vA=2/3v0(三球再次处于同一直线)vB=v0,vA=0(初始状态,舍去)所以三球再次处于同一直线上时,小球B的速度为vB=-1/3v0(方向与原方向相反)(3)当小于A的动能最大时,小球B的动能为零即速度为零。高此时小球A,C的速度大小为u,两根绳间的夹角为θ,则仍由动量守恒和机械能守恒定律得mv0=2musinθ/21/mv^20=2*1/2Mu^2另外,EkA=1/2mu^2由此可解得,小球A的最大动能为EKA=1/4mv^2此时两根绳间夹角为θ=90度。