Question

7．一个质量为0.1kg的钢球，从5m高处自由下落后，又在竖直方向跳起3.2m，如果钢球与地面碰撞时间为0.02s，试求钢球受到的平均作用力．

Answer 1

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：钢球下落刚与地面接触的初速度为：
${v}_{1}=\sqrt{2g{h}_{1}}$=$\sqrt{2×10×5}$=10m/s，方向向下；
钢球反弹离开地面时的末速度为：
${v}_{2}=\sqrt{2g{h}_{2}}$=$\sqrt{2×10×3.2}$=8m/s，方向向上．
设向上为正．根据动量定理，有：
（F-mg）t=mv₂-（-mv₁）
可得：
F=100N
答：钢球受到的平均作用力为100N．

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．