Question

【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=80kg，铁锤质量m=5kg；铁锤从h1=1.8m高处由静止落下，打在石板上反弹，当反弹达到最大高度h2=0.05m时被拿开；铁锤与石板的作用时间t1=0.01s；由于缓冲，石板与“气功师”腹部的作用时间t2=0.5s。取重力加速度g=10m/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。

Answer 1

【答案】(1)；(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