Question

20．一个质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的平均作用力大小为多少？（g取10m/s²，不计空气阻力）

Answer 1

分析 由机械能守恒可求得小球落到软垫瞬间的速度；到最低点时，小球的速度为，动量为零，对小球接触软垫的过程，运用动量定理可求得软垫对小球的平均作用力．

解答 解：设小球刚落到软垫瞬间的速度为v．
对小球自由下落的过程，由机械能守恒可得：
mgh=$\frac{1}{2}$mv²；
有：v=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.8}$m/s=4m/s?
选取小球接触软垫的过程为研究过程，取向下为正方向．设软垫对小球的平均作用力为F，由动量定理有：
（mg-F）t=0-mv?
得：F=mg+$\frac{mv}{t}$=0.1×10N+0.1×$\frac{4}{0.2}$ N=3N
答：软垫对小球的平均作用力为3N．

点评 本题是缓冲类型，往往根据动量定理求解作用力，要注意研究过程的选取，本题也可选小球从开始下落到最低点整个过程研究．