Question

下面是一個物理演示實驗，它顯示：如圖5-2-9 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取10 m/s².

圖5-2-9

Answer 1

4.05 m

解析:

根據題意,A碰地板后,反彈速度大小v₁等于它下落到地面時速度的大小,即v₁==5 m/s.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.由題意,碰后A速度為零,以v₂′表示B上升的速度,取向上為正方向,由動量守恒,得:m₁v₁-m₂v₂=m₂v₂′,解出:v₂′=9 m/s.設h表示B上升的最大高度,有

h==4.05 m.