“头脑风暴法”是上个世纪风靡美国的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，让鸡蛋从高处落到地面而

Question

“头脑风暴法”是上个世纪风靡美国的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，让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏；鸡蛋要 不被摔坏，直接撞击地面的速度最大不能超过1.5 m/s。现有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离s=0.45 m，A、B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面某一高处自由落下，装置碰地后速度为0，且保持竖直不反弹，不计装置与地面作用时间。g=10 m/s ² 。求：
(1)如果没有保护，鸡蛋自由下落而不被摔坏的最大高度h；
(2)如果使用该装置保护，刚开始下落时装置的末端离地面的最大高度H？（计算结果小数点后保留两位数字）

Answer 1

(1)没有保护时，鸡蛋自由下落而不被摔坏，由机械能守恒定律得
 ①
 ②
(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 ③
在装置着地到鸡蛋撞地过程，对鸡蛋应用动能定理得： ④
f=5mg ⑤
联立③④⑤得：H=4.16 m