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“头脑风暴法”是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

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“头脑风暴法”是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.现有一位学生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度处自由下落,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:刚开始装置的末端离地面的最大高度 H .

▼优质解答
答案和解析
答案:4.16 m
解析:
方法一:分阶段 设装置落地瞬间速度为v1,鸡蛋着地瞬间速度为v2=1.5 m/s,则从装置开始下落到着地过程,对鸡蛋应用动能定理有mgH=mv,在装置着地到鸡蛋撞地过程,对鸡蛋应用动能定理有mgs-2Ffs=mv-mv,其中Ff=5mg. 代入相关数据解得H=4.16 m. 方法二:全过程 从装置开始下落到鸡蛋撞地全过程,对鸡蛋应用动能定理有mg(H+s)-2Ffs=mv-0,代入数据解得H=4.16 m.
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