Question

如图所示，一质量为m="1" kg、长为L="1" m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="3" kg，重力加速度g="10" m/s².求直棒在以后的运动过程中底部离开地面的最大高度.

Answer 1

0.45 m

弹性环下落到地面时，速度大小为v₁,由动能定理得
Mgl-fl=Mv₁²/2                                  
解得v₁="4" m/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="3" m/s                             
直棒能上升的最大高度为 H=v₂²/2g="0.45" m   s
本题考查动能定理的应用和动量守恒定律的理解