问题
问答题
如图,质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8m,A球在B球的正上方。先将B球释放,经过一段时间后再将A球释放。当A球下落t=0.3s时,刚好与B球在地面上方的P点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A球的速度恰为零。已知mB=3mA,重力加速度大小g=10m/s²,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。求:
(i)B球第一次到达地面时的速度;
(ii)P点距地面的高度。
答案
参考答案:(i)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB,由运动学公式有
将h=0.8m代入上式,得
(ii)设两球相碰前后,A球的速度大小分别为v1和v1'(v1'=0),B球的速度分别为v2和v2'。由运动学规律可得
由于碰撞时间极短,重力的作用可以忽略,两球相碰前后的动量守恒,总动能保持不变。规定向下的方向为正,有
设B球与地面相碰后的速度大小为vB',由运动学及碰撞的规律可得
设P点距地面的高度为h',由运动学规律可得
联立②③④⑤⑥⑦式,并代入已知条件可得