Question

如圖所示是一個物理演示實驗，它顯示：圖中自由下落的物體A和B經反彈后，B能上升到比初始位置高得多的地方。A是某種材料做成的實心球，質量m₁=0.28 kg，在其頂部的凹坑中插著質量m₂=0.10 kg的木棍B.  B只是松松地插在凹坑中，其下端與坑底之間有小空隙。將此裝置從A下端離地板的高度H=1.25 m處由靜止釋放.實驗中，A觸地后在極短時間內反彈，且其速度大小不變；接著木棍B脫離球A開始上升，而球A恰好停留在地板上。求木棍B上升的高度.（重力加速度g=10 m/s²）

 

Answer 1

【答案】

4.05 m

【解析】本題考查動量守恒的瞬間問題，研究對象的選取至關重要，

根據題意，A碰地板后，反彈速度的大小v1等于它下落到地面時速度的大小，

即   v1==5 m/s，（2分）

A剛反彈后，速度向上，立刻與下落的B碰撞，

碰前B的速度：v2==5 m/s。（2分）

由題意，碰后A速度為零，以v2′表示B上升的初速度，

根據動量守恒，（以向上為正方向）

m1v1－m2v2=m2v2′，（2分）

得 v2′=9 m/s。（2分）

令h表示B上升的高度，有 h==4.05 m（2分）