Question

如圖所示，一質(zhì)量為m=1kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的直棒上附有倒刺，物體順著直棒倒刺下滑，其阻力只為物體重力的1/5，逆著倒刺而上時(shí)，將立即被倒刺卡�。�現(xiàn)該直棒直立在地面上靜止，一環(huán)狀彈性環(huán)自直棒的頂端由靜止開始滑下，設(shè)彈性環(huán)與地面碰撞不損失機(jī)械能，彈性環(huán)的質(zhì)量M=3kg，重力加速度g=10m/s²．求直棒在以后的運(yùn)動(dòng)過程中底部離開地面的最大高度．

Answer 1

分析：先對(duì)彈性環(huán)，運(yùn)用動(dòng)能定理求出下落到地面時(shí)的速度大�。畯椥原h(huán)反彈后被直棒刺卡住時(shí)，與直棒速度相同，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出兩者的共同速度，達(dá)到共同速度后兩者一起做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解最大高度．

解答：解：彈性環(huán)下落到地面時(shí)，速度大小為v₁，由動(dòng)能定理得：
Mgl-fl=

1

2

Mv₁²
代人數(shù)據(jù)解得：v₁=4m/s
彈性環(huán)反彈后被直棒刺卡住時(shí)，與直棒速度相同，設(shè)為v₂，由動(dòng)量守恒定律得：
Mv₁=（M+m）v₂
解得：v₂=3m/s
直棒能上升的最大高度為：H=

v 2 2

2g

=0.45m/s
答：直棒在以后的運(yùn)動(dòng)過程中底部離開地面的最大高度為0.45m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題首先要分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程，把握每個(gè)過程的物理規(guī)律，特別是彈性環(huán)反彈后被直棒刺卡住過程，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，難度不大．