Question

15．高空坠物很危险．一球形面团，质量为1kg，从20m高的楼层上掉下，落在坚硬的水泥地面上，被摔成薄片，若面团与地面的作用时间约0.01s，试估算地面受到平均冲力的大小．

Answer 1

分析 由自由落体运动的规律可求得面团落到地面上的速度，然后由动量定理分析答题．

解答 解：面团在20m内做自由落体运动，由v²=2gh可得，面团接触地面时的速度为：
v=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×20}$=20m/s；
取向上为正，则由动量定理可得：
（F-mg）t=0-mv=0-1kg×（-20m/s）=20N•s
解得：F=2010N；方向竖直向上；
由牛顿第三定律可知，地面受到平均冲力的大小为2010N，方向竖直向下．
答：地面受到平均冲力的大小为2010N．

点评 本题考查动量定理的应用，熟练运动学规律与动量定理即可正确解题，解题时要明确各物理量的矢量性，注意正方向的选取．