题目内容

1.质量为0.2kg的小球从5m高处自由落下,与地面接触后反弹的高度为0.2m,若小球与地面碰撞的时间为0.1s,g=10m/s2,求地面对小球的平均作用力大小.

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Ft=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:在小球与地面接触的时间内应用动量定理
下落时,由v12-0=2gh1
触地前小球向下速度的大小为:v1=$\sqrt{2g{h}_{1}}$=10m/s  ①
反弹后上升时,由0-v22=-2gh2,得
触地后小球向上反弹的速度大小为:v2=$\sqrt{2g{h}_{2}}$=2m/s  ②
在球与地面接触的时间△t=0.1s内,小球受力如图示:
取向上为正方向,由动量定理,得
(N-mg)△t=mv2-m(-v1)       ③
则N=26N                     ④
即地面对小球的作用力为26N,方向向上
答:在接触时间内,小球受到地面的平均作用力为26N,方向向上

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.

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