Question

下面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是某種材料做成實心球，質量m1=0.28kg，在其頂部的凹坑中插著質量m2=0.10kg的木棍B，B點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=1.25m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=10m/s2。

Answer 1

4.05m

解析:

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=    ①

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=  ②

由題意，碰后A速度為零，以v2′表示B上升的速度，根據動量守恒

m1v1-m2v2=m2v2′    ③

令h表示B上升的高度，有

h= ④

由以上各式并代入數據得

h=4.05m ⑤

點評：本題將自由落體、豎直上拋、豎直方向近似動量守恒結合在一起，應用于一個演示實驗中，要求能從物理實驗中建立起中學物理能解決的模型。