Question

3．质量为1Kg的小球从高20m处自由落到软垫上，反弹后最大高度为5.0m，小球与软垫接触的时间为1.0s，在接触时间内受到软垫弹力的冲量大小是多少？

Answer 1

分析 由自由落体运动规律及竖直上抛规律可求得接触软垫前后的速度，再由动量定理可求得冲量的大小．

解答 解：在接地过程中应用动量定理，设向上为正方向；则有：
I_N-mgt=mv₂-mv₁
又因为下落时是自由落体运动，有：${v_1}^2=2g{h_1}$
代入数据解得：v₁=20m/s
而上升过程为竖直上抛运动，有：${h_2}=\frac{{{v_2}^2}}{2g}$
代入数据解得：v₂=10m/s
$\begin{array}{l}{I_N}=m{v_2}-m{v_1}+mgt=1×10-1×（-20）+1×10×1\\ \;\;\;\;\;=40N•s\end{array}$
答：接触时间内受到软垫弹力的冲量大小为40N•s．

点评 本题考查动量定理的应用，要注意动量、冲量均为矢量；在解题时要注意方向性．