Question

物理题 求思路过程。

“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—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1.5m／s。现有一位同学设计了如图所示的—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＝0.45m，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，装置着地时间短且保持竖直不被弹起，g取10m／s2。求：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

当装置着地时，鸡蛋开始在夹板中减速下滑，要使不碎，末速度不能超过1.5m／s。以鸡蛋为研究对象，受到向上的摩擦力是10mg,向下的重力mg,合力是9mg,所以鸡蛋以9g的加速度匀减速下滑，设下滑的初速度是v1,末速度v2=1.5m／s,位移为0.45m。由位移和速度的关系，v1^2-v2^2=-9gx,得v1=9.12m/s,装置下做自由落体，所以v1^2=2gh得h=4.1625m

Answer 2

思路;
鸡蛋和装置自由落体的时间
不大于
鸡蛋相对于装置滑出的时间

Answer 3

对整体：设落地速度为V1，高度为H
则：V12=2gH
对鸡蛋：a=mg-5mg/m=-4g，落地速度为V2=1.5m/s
由V22-V12=2aS得
V12=V22-2aS=2gH
解得：H=4.11m