题目内容
如图所示是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初始位置高得多的地方。A是某种材料做成的实心球,质量m1=0.28 kg,在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10 kg的木棍B. B只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H=1.25 m处由静止释放.实验中,A触地后在极短时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B脱离球A开始上升,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)
【答案】
4.05 m
【解析】本题考查动量守恒的瞬间问题,研究对象的选取至关重要,
根据题意,A碰地板后,反弹速度的大小v1等于它下落到地面时速度的大小,
即 v1==5 m/s,(2分)
A刚反弹后,速度向上,立刻与下落的B碰撞,
碰前B的速度:v2==5 m/s。(2分)
由题意,碰后A速度为零,以v2′表示B上升的初速度,
根据动量守恒,(以向上为正方向)
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)
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