Question

如圖所示，一質量為m="1" kg、長為L="1" m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.現該直棒直立在地面上靜止，一環狀彈性環自直棒的頂端由靜止開始滑下，設彈性環與地面碰撞不損失機械能，彈性環的質量M="3" kg，重力加速度g="10" m/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

0.45 m

彈性環下落到地面時，速度大小為v₁,由動能定理得
Mgl-fl=Mv₁²/2                                  
解得v₁="4" m/s                                  
彈性環反彈后被直棒刺卡住時，與直棒速度相同，
設為v₂,由動量守恒定律得Mv₁=(M+m)v₂                                               
解得v₂="3" m/s                             
直棒能上升的最大高度為 H=v₂²/2g="0.45" m   s
本題考查動能定理的應用和動量守恒定律的理解