Question

17．质量为65kg的人从高处跳下，以7m/s的速度着地，与地面接触后经0.01s停下，地面对他的作用力多大？为了安全，人跳下与地面接触后，双腿弯曲使人下蹲．若经1s停下，地面对他的作用力是多大？这个值会小于人的重力吗？（g=10m/s²）

Answer 1

分析 首先要分析物理情景，确定人着地前后瞬间速度方向和大小，确定初末态的动量，然后应用动量定律计算，求出人所受的平均作用力．从而进行比较，得出结论．

解答 解：取人下落方向为正方向，人的初动量为：
p=mv=65×7kg•m/s=455kg•m/s
人的末动量为：
p′=0
设人所受平均作用力为F，则由动量定理有：
（mg-F）t=p′-p
得人所受平均作用力为：F=mg-$\frac{p′-p}{t}$
当t=0.01s时，F=46150N
当t=1s时，F=1105N
答：与地面接触后经0.01s停下，地面对他的作用力为46150N；若经1s停下，作用力为1105N；仍大于重力．

点评 动量定理和现实生活的联系比较紧密，要注意掌握动量定理做出定性的解释．在运用动量定理解决竖直方向的冲击力问题时，若接触时间很短，则自重可不予考虑，反之，自重就不可忽略．