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“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法．某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”，以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏．如果没
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法．某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”，以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏．如果没有保护，鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不会摔坏．一位同学设计了如图所示的装置来保护鸡蛋，用A、B两块粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋下端离装置下端的距离为x=0.45m，夹板A和B与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍．现将该装置从距地面某一高度由静止释放，装置在下落过程中始终保持竖直状态，与地面作用时间极短，落地后没有反弹．取g=10m/s
2
．求：
（1）鸡蛋如果不会摔坏，直接撞击地面的最大速度v；
（2）如果使用该保护装置，鸡蛋落地后不会摔坏，该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H；
（3）为了使该装置从更高的地方由静止释放，鸡蛋落地后不会摔坏，请你至少提供一种可行而又简单的方法．
◎ 答案
（1）没有保护时，鸡蛋自由下落而不会摔坏，由动能定理得：
mgh=
1
2
m
v
2
v=
2gh
=1.41m/s
（2）在装置开始下落到着地过程，对鸡蛋应用机械能守恒定律得：
mgH=
1
2
m
v
21
在装置着地到鸡蛋撞地过程，对鸡蛋应用动能定理得：
mgx-2fx=
1
2
m
v
2
-
1
2
m
v
21
又因为f=5mg
所以可得：H=4.15m
（3）为了使该装置从更高的地方由静止释放，鸡蛋落地后不会摔坏，可以通过根据动量定理延长作用时间获得撞击时的作用力．
答：（1）鸡蛋如果不会摔坏，直接撞击地面的最大速度v=1.41m/s；
（2）如果使用该保护装置，鸡蛋落地后不会摔坏，该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H=4.15m；
（3）为了使该装置从更高的地方由静止释放，鸡蛋落地后不会摔坏，根据动量定理通过延长着地时间实现减小冲击力实现．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题““头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法．某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”，以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏．如果没…”主要考查了你对 【动能定理】，【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/369463.html
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