题目内容
如图所示,一质量为m=1kg、长为L=1m的直棒上附有倒刺,物体顺着直棒倒刺下滑,其阻力只为物体重力的1/5,逆着倒刺而上时,将立即被倒刺卡住.现该直棒直立在地面上静止,一环状弹性环自直棒的顶端由静止开始滑下,设弹性环与地面碰撞不损失机械能,弹性环的质量M=3kg,重力加速度g=10m/s2.求直棒在以后的运动过程中底部离开地面的最大高度.
分析:先对弹性环,运用动能定理求出下落到地面时的速度大小.弹性环反弹后被直棒刺卡住时,与直棒速度相同,根据动量守恒定律求出两者的共同速度,达到共同速度后两者一起做竖直上抛运动,根据运动学公式求解最大高度.
解答:解:弹性环下落到地面时,速度大小为v1,由动能定理得:
Mgl-fl=
Mv12
代人数据解得:v1=4m/s
弹性环反弹后被直棒刺卡住时,与直棒速度相同,设为v2,由动量守恒定律得:
Mv1=(M+m)v2
解得:v2=3m/s
直棒能上升的最大高度为:H=
=0.45m/s
答:直棒在以后的运动过程中底部离开地面的最大高度为0.45m/s.
Mgl-fl=
1 |
2 |
代人数据解得:v1=4m/s
弹性环反弹后被直棒刺卡住时,与直棒速度相同,设为v2,由动量守恒定律得:
Mv1=(M+m)v2
解得:v2=3m/s
直棒能上升的最大高度为:H=
| ||
2g |
答:直棒在以后的运动过程中底部离开地面的最大高度为0.45m/s.
点评:本题首先要分析清楚物体的运动过程,把握每个过程的物理规律,特别是弹性环反弹后被直棒刺卡住过程,系统的动量守恒,难度不大.
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