Question

1．質(zhì)量為0.2kg的小球從5m高處自由落下，與地面接觸后反彈的高度為0.2m，若小球與地面碰撞的時(shí)間為0.1s，g=10m/s²，求地面對(duì)小球的平均作用力大�。�

Answer 1

分析 先根據(jù)動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律求出鋼球碰撞地面前的速度v₁和碰撞地面后的速度v₂．分析鋼球與地面作用過程中受哪些力，根據(jù)動(dòng)量定理F_合t=mv₂-mv₁，可求出鋼球受到地面給它的平均作用力的大小

解答 解：在小球與地面接觸的時(shí)間內(nèi)應(yīng)用動(dòng)量定理
下落時(shí)，由v₁²-0=2gh₁，
觸地前小球向下速度的大小為：v₁=$\sqrt{2g{h}_{1}}$=10m/s  ①
反彈后上升時(shí)，由0-v₂²=-2gh₂，得
觸地后小球向上反彈的速度大小為：v₂=$\sqrt{2g{h}_{2}}$=2m/s  ②
在球與地面接觸的時(shí)間△t=0.1s內(nèi)，小球受力如圖示：
取向上為正方向，由動(dòng)量定理，得
（N-mg）△t=mv₂-m（-v₁）       ③
則N=26N                     ④
即地面對(duì)小球的作用力為26N，方向向上
答：在接觸時(shí)間內(nèi)，小球受到地面的平均作用力為26N，方向向上

點(diǎn)評(píng) 在用動(dòng)量定理解題的時(shí)候要注意動(dòng)量定理是矢量式，一定要規(guī)定正方向．