Question

2．質(zhì)量為0.1千克的小球從離水平地面高7.2米處由靜止釋放，第一次撞擊地面，與地面接觸的時(shí)間為0.02秒，之后小球小球彈起的高度為3.2米，忽略空氣阻力，求小球第一次撞擊地面對(duì)地面的平均沖力的大小，g取10m/s²．

Answer 1

分析 由動(dòng)能定理可以求出小球落地時(shí)與反彈時(shí)的速度，然后對(duì)小球碰擊地面的過程，運(yùn)用動(dòng)量定理求出地面對(duì)小球的平均沖力，從而求得小球?qū)Φ孛娴钠骄鶝_力．

解答 解：小球下落過程，由動(dòng)能定理得：
mgh₁=$\frac{1}{2}$mv₁²-0
解得：v₁=$\sqrt{2g{h}_{1}}$=$\sqrt{2×10×7.2}$=12m/s，方向豎直向下；
小球上升過程，由動(dòng)能定理得：
-mgh₂=0-$\frac{1}{2}$mv₂²
解得：v₂=$\sqrt{2g{h}_{2}}$=$\sqrt{2×10×3.2}$=8m/s，方向豎直向上；
小球撞擊地面的過程，取豎直向下為正方向，由動(dòng)量的變量：
（mg-F）t=-mv₂-mv₁
即：（0.1×10-F）×0.02=-0.1×8-0.1×12，
解得：F=-101N；
根據(jù)牛頓第三定律得小球第一次撞擊地面對(duì)地面的平均沖力的大小 F′=F=101N
答：小球第一次撞擊地面對(duì)地面的平均沖力的大小是101N．

點(diǎn)評(píng) 熟練應(yīng)用動(dòng)能定理與動(dòng)量定理可以正確解題，應(yīng)用動(dòng)量定理解題時(shí)，要注意選擇研究的過程，明確正方向，小球的重力不能漏掉．