Question

1．一質(zhì)量為m=0.2kg的皮球．從高H=0.8m處自由落下，與地面相碰t=0.1s后反彈的最大高度為h=0.45m，求球與地面接觸這段時(shí)間內(nèi)地面對(duì)皮球的平均作用力？

Answer 1

分析 由機(jī)械能守恒定律可求得皮球落地和反彈時(shí)的速度，再由動(dòng)量定理可求得地面對(duì)皮球的平均沖力F即可．

解答 解：皮球自由下落過程中，由機(jī)械能守恒定律可知：
mgh=$\frac{1}{2}$mv²；
解得：v=$\sqrt{2gH}=\sqrt{2×10×0.8}$=4m/s，
同理，回彈過程的速度v′=$\sqrt{2gh}=\sqrt{2×10×0.45}$=3m/s，方向豎直向上，
設(shè)向下為正，則對(duì)碰撞過程由動(dòng)量定理可知：
mgt-Ft=-mv′-mv
解得：F=16N
答：球與地面接觸這段時(shí)間內(nèi)地面對(duì)皮球的平均作用力為16N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)量定理的應(yīng)用，在解題時(shí)要注意動(dòng)量的矢量性，故應(yīng)先設(shè)定正方向，難度適中．