小球从离地面h=5m高处自由下落,小球每次与地面碰撞后又反弹起来的速度总是撞地前速度的,忽略空气阻力的影响,试求小球从自由下落开始直到最后停在地面上,该整个过程的运动时间.(忽略地面与小球碰撞所用的时间,g=10m/s2)
网友回答
解:设小球原来距地高度为h,第一次撞地前速度为v0,下落时间为t0.
则v0==10m/s,t0==1s
第一次撞地后:v1=v0,反弹后空中运动时间为 t1==2×=2×s
第二次撞地后:v2=v1=,反弹后空中运动时间为 ;
…
由运动规律得:小球在地n次反弹在空中运动的时间为:
所以小球从开始下落的总时间为:T=t0+t1+t2…+tn
=1+2×+2×+…
=1+2×=8s
答:小球从自由下落开始直到最后停在地面上,该整个过程的运动时间是8s.
解析分析:小球做往复运动,每个回合分自由下落和竖直上抛两个子过程,根据运动学公式逐次求出小球下落1次、2次…时撞地前瞬间的速度、下落时间和上升时间,总结规律,得到小球在地第n次反弹在空中运动的时间,运用数学知识求总时间.
点评:本题是物理中数列问题,考查运用数学知识解决物理问题的能力,关键要寻找时间存在的规律.