Question

如圖所示，一質(zhì)量為m=1kg、長為L=1m的直棒上附有倒刺，物體順著直棒倒刺下滑，其阻力只為物體重力的1/5，逆著倒刺而上時，將立即被倒刺卡住．現(xiàn)該直棒直立在地面上靜止，一環(huán)狀彈性環(huán)自直棒的頂端由靜止開始滑下，設(shè)彈性環(huán)與地面碰撞不損失機械能，彈性環(huán)的質(zhì)量M=3kg，重力加速度g=10m/s²．求直棒在以后的運動過程中底部離開地面的最大高度．

Answer 1

分析：先對彈性環(huán)，運用動能定理求出下落到地面時的速度大�。畯椥原h(huán)反彈后被直棒刺卡住時，與直棒速度相同，根據(jù)動量守恒定律求出兩者的共同速度，達到共同速度后兩者一起做豎直上拋運動，根據(jù)運動學(xué)公式求解最大高度．

解答：解：彈性環(huán)下落到地面時，速度大小為v₁，由動能定理得：
Mgl-fl=

1

2

Mv₁²
代人數(shù)據(jù)解得：v₁=4m/s
彈性環(huán)反彈后被直棒刺卡住時，與直棒速度相同，設(shè)為v₂，由動量守恒定律得：
Mv₁=（M+m）v₂
解得：v₂=3m/s
直棒能上升的最大高度為：H=

v 2 2

2g

=0.45m/s
答：直棒在以后的運動過程中底部離開地面的最大高度為0.45m/s．

點評：本題首先要分析清楚物體的運動過程，把握每個過程的物理規(guī)律，特別是彈性環(huán)反彈后被直棒刺卡住過程，系統(tǒng)的動量守恒，難度不大．