题目内容
【题目】某节目中,“气功师”平躺在水平地面上,其腹部上平放着一块大石板,助手用铁锤猛击大石板,石板裂开而“气功师”没有受伤。现用下述模型分析探究:
设大石板质量M=80 kg,铁锤质量m=5 kg;铁锤从h1=1.8 m高处由静止落下,打在石板上反弹,当反弹达到最大高度h2=0.05 m时被拿开;铁锤与石板的作用时间t1=0.01 s;由于缓冲,石板与“气功师”腹部的作用时间t2=0.5 s。取重力加速度g=10 m/s2。求:铁锤敲击大石板的过程中,
(1)铁锤受到的冲量大小;
(2)大石板对铁锤的平均作用力大小;
(3)大石板对人的平均作用力大小。
【答案】(1)35 N·s(2)3550N(3)871N
【解析】(1)由机械能守恒定律,解得,
则铁锤打击石板时的速度,
铁锤反弹时的速度;
对铁锤,由动量定理得,解得
(2)对铁锤,由冲量定义得,解得
(3)对石板,由动量定理得,解得;
由牛顿第三定律得,大石板对人的平均作用力大小。
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