Question

20．一個(gè)質(zhì)量為100g的小球從0.8m高處自由下落到一個(gè)軟墊上，若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.2s，則這段時(shí)間內(nèi)軟墊對(duì)小球的平均作用力大小為多少？（g取10m/s²，不計(jì)空氣阻力）

Answer 1

分析 由機(jī)械能守恒可求得小球落到軟墊瞬間的速度；到最低點(diǎn)時(shí)，小球的速度為，動(dòng)量為零，對(duì)小球接觸軟墊的過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)量定理可求得軟墊對(duì)小球的平均作用力．

解答 解：設(shè)小球剛落到軟墊瞬間的速度為v．
對(duì)小球自由下落的過(guò)程，由機(jī)械能守恒可得：
mgh=$\frac{1}{2}$mv²；
有：v=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.8}$m/s=4m/s?
選取小球接觸軟墊的過(guò)程為研究過(guò)程，取向下為正方向．設(shè)軟墊對(duì)小球的平均作用力為F，由動(dòng)量定理有：
（mg-F）t=0-mv?
得：F=mg+$\frac{mv}{t}$=0.1×10N+0.1×$\frac{4}{0.2}$ N=3N
答：軟墊對(duì)小球的平均作用力為3N．

點(diǎn)評(píng) 本題是緩沖類型，往往根據(jù)動(dòng)量定理求解作用力，要注意研究過(guò)程的選取，本題也可選小球從開(kāi)始下落到最低點(diǎn)整個(gè)過(guò)程研究．