题目内容
质量为m=3kg的小球从5m高处自由下落,与地面碰撞后反弹到1.8m高处,已知小球和地面的接触时间为0.5s,不考虑空气阻力,取g=10m/s2,则小球和地面碰撞时小球受到地面的作用力大小为( )
分析:先根据动能定理或机械能守恒定律求出钢球碰撞地面前的速度v1和碰撞地面后的速度v2.分析钢球与地面作用过程中受哪些力,根据动量定理F合t=mv2-mv1,可求出钢球受到地面给它的平均作用力的大小.
解答:
解:在整个过程中,规定竖直向下为正方向.
①钢球与地面碰撞前做自由落体运动,根据机械能守恒有:
mgh1=
mv12
所以球落地时的速度为:v1=
=
=10m/s
②钢球碰撞后向上做竖直上抛运动,根据机械能守恒定律有:mgh2=
mv22
所以钢球弹起,刚离地时的速度为:v2=-
=-
=-6m/s.8s
③在钢球与地面碰撞过程中,所用的时间:△t=0.5s
运用动量定理有:(mg-FN)?△t=mv2-mv1
代入数据得:(3×10-FN)×0.5=3×(-6-10)
所以有:FN=126N
故选C.
①钢球与地面碰撞前做自由落体运动,根据机械能守恒有:
mgh1=
| 1 |
| 2 |
所以球落地时的速度为:v1=
| 2gh1 |
| 2×10×5 |
②钢球碰撞后向上做竖直上抛运动,根据机械能守恒定律有:mgh2=
| 1 |
| 2 |
所以钢球弹起,刚离地时的速度为:v2=-
| 2gh2 |
| 2×10×1.8 |
③在钢球与地面碰撞过程中,所用的时间:△t=0.5s
运用动量定理有:(mg-FN)?△t=mv2-mv1
代入数据得:(3×10-FN)×0.5=3×(-6-10)
所以有:FN=126N
故选C.
点评:在用动量定理解题的时候要注意动量定理是矢量式,一定要规定正方向.不难.
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