Question

下面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＝0.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量m₂＝0.10kg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＝1.25m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。重力加速度g＝10m／s²。求：
（1）实心球A与地面碰撞之前瞬间的速度；
（2）木棍B上升的高度。

Answer 1

解：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＝
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＝
由题意，碰后A速度为零，以v₂′表示B上升的速度，根据动量守恒，有?
m₁v₁－m₂v₂＝m₂v₂′
令h表示B上升的高度，有
h＝v₂′²／2g
由以上各式并代入数据，得
h＝4.05m