Question

【題目】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是某種材料做成的實心球，質量m1＝0.28kg，在其頂部的凹抗中插著質量m2＝0.10kg的木根B，B只是松松地插在凹坑中，其下端與坑底之問有小空隙。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和球A作用后，木根B脫離球A開始上升，而球A恰好停留在地板上，不計實心球的半徑，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）球A落到地板時的速度；

（2）木棍B脫離球A開始上升時的速度；

（3）木棍B上升的高度。

Answer 1

【答案】（1）球A落到地板時的速度是5m/s；（2）木棍B脫離球A開始上升時的速度是9m/s；（3）木棍B上升的高度是4.05m

【解析】

（1）球A落到地板時的速度為：

（2）根據題意，A碰地板后，反彈速度的大小v1等于它下落到地板時速度的大小，即為：v1＝v0＝5m/s

A剛反彈后，速度向上，立刻與下落的B碰撞，碰前B的速度為：v2＝v0＝5m/s

由題意，碰后A速度為零，以v2′表示B開始上升時的速度，取向上為正方向，根據動量守恒定律，有：m1v1﹣m2v2＝m2v2′，

解得：v2′＝9m/s

（3）令h表示木棍B上升的高度，有：h4.05m。