问题 解答题
一弹性小球自h0=5 m高处自由下落,当它与水平地面每碰撞一次后速度减少到碰前的
7
9
,不计每次碰撞时间,计算小球从开始下落到停止运动所经过的路程和时间.
答案

设小球第一次落地时速度为v0,则有v0=

2gh0
=10(m/s),

那么第二,第三,,第n+1次落地速度分别为v1=

7
9
v0,v2=(
7
9
2v0,,vn=(
7
9
nv0

小球开始下落到第一次与地相碰经过的路程为h0=5m,

小球第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的路程是L1=2×

v1
2g
=10×(
7
9
)2

小球第二次与地相碰到第三次与地相碰经过的路程为L2,则L2=2×

v22
2g
=10×(
7
9
4

由数学归纳法可知,小球第n次到第n+1次与地面碰撞经过路程为Ln=10×(

7
9
2n

故从第一次到第n+1次所经过的路程为

Sn+1=h0+L1+L2++Ln,则整个过程总路程为

S=

lim
n→∞
Sn+1=5+
lim
n→∞
10×
(
7
9
)
2
[1-(
7
9
)
2n
]
1-(
7
9
)
2
=5+10
(
7
9
)
2
1-(
7
9
)
2
=20.3(m),

小球从开始下落到第一次与地面相碰经过时间t0=

2h0
g0
=1(s).

小球从第一次与地相碰到第二次与地相碰经过的时间t1=2×

v1
g
=2×
7
9

同理可得tn=2×(

7
9
n,tn+1=t0+t1+t2++tn

则t=

lim
n→∞
tn+1=1+
lim
n→∞
(
7
9
)[1-(
7
9
)
n
]
1-(
7
9
)
=8(s).

填空题
单项选择题