【高中物理/匀变速直线运动】(改编自2020全国Ⅱ卷题)如图所示,一竖直圆管质量为M,下端距水平地面的高度为H,顶端塞有一质量为m的小球,圆管由静止自由下落,与地面发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间极短,在运动过程中,管始终保持竖直,已知M=4m,球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg,不计空气阻力. (1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间,管和球各自的加速度大小; (2)管第一次落地弹起后,......

【问题】

(改编自2020全国Ⅱ卷题)如图所示,一竖直圆管质量为M,下端距水平地面的高度为H,顶端塞有一质量为m的小球,圆管由静止自由下落,与地面发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间极短,在运动过程中,管始终保持竖直,已知M=4m,球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg,不计空气阻力.
(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间,管和球各自的加速度大小;
(2)管第一次落地弹起后,在上升过程中球没有以管中滑出,求管上升的最大髙度;
(3)管第z次落地弹起的上升过程中,球仍没有从管中滑出,求圆管長度应满足的条件.

【答案】

(1)aM=2g向下，am=3g向上;
(2)13/25H;
(3)管长>152/125H，无限次碰撞仍不调出管长>5/3H.

【解答】

End