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题目:
【例题】一质量为m的小球,从高为H的塔顶处自由下落,当下落距离为h时,它对地面的作用力恰好为平时重力的3倍,求塔高H是多少?
【分析】
小球自由下落,在塔顶处速度最大,根据动能定理列式;小球落地时,对地面的作用力为平时重力的3倍,根据牛顿第二定律列式,联立即可求解。
【解答】
解:小球自由下落,在塔顶处速度最大,根据动能定理得:
$mg(H - h) = \frac{1}{2}mv^{2}$
落地时对地面的作用力为平时重力的3倍,根据牛顿第二定律得:
$F - mg = 3mg$
联立解得:$H = \frac{h}{2} + \frac{5}{6}h$。