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点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，求木棍B上升的高度，重力加速度g=10m/s2。

Answer 1

4.05m

解析:

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=    ①

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=  ②

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

m1v1-m2v2=m2v2′    ③

令h表示B上升的高度，有

h= ④

由以上各式并代入数据得

h=4.05m ⑤

点评：本题将自由落体、竖直上抛、竖直方向近似动量守恒结合在一起，应用于一个演示实验中，要求能从物理实验中建立起中学物理能解决的模型。