问题
选择题
如图所示,两质量分别为m1和m2的弹性小球又叠放在一起,从高度为h处自由落下,且远大于两小球半径,所有的碰撞都是完全弹性碰撞,且都发生在竖直方向.已知m2=3m1,则小球m1反弹后能达到的高度为( )
A.h
B.2h
C.3h
D.4h

答案
下降过程为自由落体运动,触地时两球速度相同,v=
,m2碰撞地之后,速度瞬间反向,大小相等,选m1与m2碰撞过程为研究过程,碰撞前后动量守恒,设碰后m1、m2速度大小分别为v1、v2,选向上方向为正方向,则:2gh
m2v-m1v=m1v1+m2v2
由能量守恒定律得:
(m1+m2)v2=1 2 1 2
+m1v 21
m21 2 v 22
且,m2=3m1
联立解得:v1=22gh
反弹后高度为:H=
=4hv 21 2g
故选D