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
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答案
设小球第一次落地时速度为v0,则有v0=
=10(m/s),2gh0
那么第二,第三,,第n+1次落地速度分别为v1=
v0,v2=(7 9
)2v0,,vn=(7 9
)nv0,7 9
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×
=10×(v1 2 2g
)2.7 9
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×
=10×(v22 2g
)4.7 9
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×(
)2n.7 9
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=
Sn+1=5+lim n→∞
10×lim n→∞
=5+10(
)2[1-(7 9
)2n]7 9 1-(
)27 9
=20.3(m),(
)27 9 1-(
)27 9
小球从开始下落到第一次与地面相碰经过时间t0=
=1(s).2h0 g0
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×
=2×v1 g
,7 9
同理可得tn=2×(
)n,tn+1=t0+t1+t2++tn,7 9
则t=
tn+1=1+lim n→∞
2×lim n→∞
=8(s).(
)[1-(7 9
)n]7 9 1-(
)7 9