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这是一道综合性的物理题目,涉及弹性势能转化、平抛运动和非弹性碰撞。小球从弹簧获得动能后,经历平抛运动,与地面碰撞后按特定规律反弹。我们需要分析整个运动过程,求出第一次落地点的水平距离。
首先分析弹簧释放阶段。根据能量守恒定律,弹簧的弹性势能Ep完全转化为小球的动能。通过能量守恒方程,我们可以求出小球离开弹簧时的速度v0,这个速度就是后续平抛运动的初速度。
接下来分析平抛运动阶段。小球以初速度v0水平飞出,在重力作用下做平抛运动。我们需要建立水平位移和时间的关系,以及桌面高度H和落地时间的关系。碰撞时,根据题目条件,竖直速度分量变为原来的五分之四。
现在分析反弹阶段。小球碰撞后以竖直速度v'向上运动,达到最大高度h。利用竖直上抛运动的规律,建立速度与高度的关系。将前面得到的碰撞后速度表达式代入,经过计算可以得到桌面高度H与反弹高度h的关系:H等于二十五分之十六倍的h。
最后一步,将所有结果综合起来求解。首先用桌面高度H的表达式计算落地时间t1,然后用平抛运动的水平位移公式,将初速度v0和时间t1代入,经过化简计算,得到最终答案:第一次落地点距飞出点的水平距离等于二分之五倍根号下Ep乘以h除以mg。