碰撞后 甲沿与原来相反的方向弹回,这已经充分说明 二者 在 “同一直线”上运动。同时,因为这个体系合外力为0,所以动量守恒。
但此题目中没有交代 碰撞前 二者是 “同向” 还是 “相向”运动。
1) 假设 相向
设碰撞前 甲速度是x, 乙速度是y。碰撞后 甲速度是a, 乙速度是b。
碰撞前二者动量相同。所以
mx = 2my
y = x/2
发生碰撞后,根据动量守恒
mx - 2my = ma + 2mb
以 y = x/2 和 a = x/2 代入
mx -mx = mx/2 + 2mb
b = -x/4
- 号表示 碰撞后 乙的方向和甲相反
速率之比为 (x/2):(x/4) = 2:1
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2) 假设碰撞前二者 同向运动,甲在后 乙在前
mx + 2my = -ma + 2mb
以 y = x/2 和 a = x/2 代入
mx + mx = -mx/2 + 2mb
b = (5/4)x
即 乙继续沿原方向 向前运动,速度由 x/2 提高到 5x/4
碰撞后甲,乙的速率之比 (x/2):(5x/4) = 2:5
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题目中 “以相同动量在光滑水平面上运动” 这句话,似乎暗示着 二着在碰撞前是 同向运动,甲在后面追乙。但可惜 表达得不是足够明确。
楼上分析失误,动量是矢量,相同的动量的物体运动方向一定是相同的.
假设乙的初速度是v
4mv=2m*v'-mv
解得v'=2.5v
v/v'=2/5
当然这种碰撞情况时不可能出现的,如果你计算一下总能量,总能量增加了,由于题中只说了碰撞,所以能量不可能再继续升高,所以题出的是不严密的。