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.
答
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=
mA1 2
v
20
化简得 v0=
①
2gH
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 ②
mA1 2
+
v
20
mB1 2
=
v
20
mA1 2
+
v
2A
mB1 2
③
v
2B
连立②③化简得 vB=
v0 ④3mA−mB
mA+mB
设小球B能够上升的最大高度为h,
由运动学公式得 h=
0 ⑤
v
2B
2g
连立①④⑤化简得 h=(
)2H ⑥3mA−mB
mA+mB
答:B上升的最大高度是(
)2H.3mA−mB
mA+mB