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間內(nèi)地面對皮球的平均作用力？

Answer 1

分析 由機械能守恒定律可求得皮球落地和反彈時的速度，再由動量定理可求得地面對皮球的平均沖力F即可．

解答 解：皮球自由下落過程中，由機械能守恒定律可知：
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，則對碰撞過程由動量定理可知：
mgt-Ft=-mv′-mv
解得：F=16N
答：球與地面接觸這段時間內(nèi)地面對皮球的平均作用力為16N．

點評 本題考查動量定理的應(yīng)用，在解題時要注意動量的矢量性，故應(yīng)先設(shè)定正方向，難度適中．