Question

11．质量为1kg的钢球，从1.25m高处自由下落与水平放置的钢板碰撞后，回跳高度为0.8m，碰撞时间为0.1s，则球对钢板的平均作用力的大小为100 N．

Answer 1

分析 根据运动学公式分别求出自由下落着地的速度和反弹的速度大小，根据动量定理求出平均作用力的大小

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=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×1.25}$m/s=5m/s?
同理可求，反弹的速度v'=4m/s；
选取小球接触钢板的过程为研究过程，取向下为正方向．设钢板对小球的平均作用力为F，由动量定理有：
（mg-F）t=mv′-mv?
得：F=mg+$\frac{mv′-mv}{t}$=1×10+$\frac{1×（4+5）}{0.1}$=10+90（N）=100N；
由牛顿第三定律可求得钢板对小球的作用力大小为100N．
故答案为：100

点评 本题考查动量定理的应用，根据动量定理求解作用力，要注意研究过程的选取，本题也选小球从开始下落到最低点整个过程研究．