小球A和B的质量分别为mA和mB,且mA>mB.在某高度处将A和B先后从静止释放.小球A与水平地面碰撞后向上弹回,在释放处的下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰.设所

问题描述:

小球A和B的质量分别为mA和mB,且mA>mB.在某高度处将A和B先后从静止释放.小球A与水平地面碰撞后向上弹回,在释放处的下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰.设所有碰撞都是弹性的,碰撞时间极短.求小球A、B碰撞后B上升的最大高度.

小球A与地面的碰撞是弹性的,而且AB都是从同一高度释放的,所以AB碰撞前的速度大小相等设为v0
根据机械能守恒有 mAgH=

1
2
mA
v 20

化简得 v0
2gH
    ①
设A、B碰撞后的速度分别为vA和vB,以竖直向上为速度的正方向,
根据A、B组成的系统动量守恒和动能守恒得
   mAv0-mBv0=mAvA+mBvB
 
1
2
mA
v 20
+
1
2
mB
v 20
1
2
mA
v 2A
+
1
2
mB
v 2B
      ③
连立②③化简得  vB
3mAmB
mA+mB
v0
     ④
设小球B能够上升的最大高度为h,
由运动学公式得    h=
v 2B
2g
0
        ⑤
连立①④⑤化简得 h=(
3mAmB
mA+mB
)2H
  ⑥
答:B上升的最大高度是(
3mAmB
mA+mB
)2H