问题 问答题

钢质小球A的质量为m1=0.35kg,橡皮泥小球B的质量为m2=0.15kg,在某高度处将A和B先后从静止释放.小球A与水平地面弹性碰撞后向上弹回,在释放点的下方且与释放点距离为H=5m的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰粘在一起,碰撞时间极短.重力加速度g=10m/s2,试求:

(1)小球碰撞后上升的最大高度.

(2)碰撞后AB两球增加的内能的最大值.

答案

小球在释放处的下方与释放出距离为h=5m的地方的速度大小均为v,

根据机械能守恒定律得:

1
2
mv2=mgh

解得:v=10m/s

A球向上,B球向下.碰撞后粘在一起的共同速度为V,由动量守恒:m1v1-m2v2=(m1+m2)V,解出V=4m/s.

碰撞后上升的最大高度:H=

V2
2g
=0.8m

损失的机械能全部转化成内能就为二球增加的内能最大值:△E=

1
2
m1
V21
+
1
2
m2
V22
-
1
2
(m1+m2)V2=21J

答:(1)小球碰撞后上升的最大高度为0.8m.

(2)碰撞后AB两球增加的内能的最大值为21J.

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