如图所示,竖直放置的质量为4m,长为L的圆管顶端塞有一个质量为m的弹性圆球,球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4mg.圆管从下端离地面距离为H处自由落下,落地后向
设管从碰地到与球相对静止所需时间为t2,t2=
-
| ||
a相 |
2
| ||
5g |
因为t1>t2,说明球与管先达到相对静止,再以共同速度上升至最高点,设球与管达到相对静止时离地高度为h′,两者共同速度为v′,分别为:v′=v管-a管t2=
1 |
5 |
2gH |
h′=v管t2-
1 |
2 |
12 |
25 |
然后球与管再以共同速度v′作竖直上抛运动,再上升高度h″为h″=
v′2 |
2g |
(
| ||||
2g |
1 |
25 |
因此,管上升最大高度H’=h′+h″=
13 |
25 |
(3)当球与管第二次共同下落时,离地高为
13 |
25 |
4 |
5 |
答:(1)圆管弹起后圆球不致滑落,L应满足大于
4 |
5 |
(2)圆管上升的最大高度是