Question

20．一個質量為100g的小球從距地面3.2m的高處自由下落，與地面碰撞后反彈的高度為0.8m，設小球與地面的碰撞時間為0.01s，求小球對地面的平均沖力．（取g=10m/s²）

Answer 1

分析 由動能定理可以求出小球落地與反彈時的速度，然后由動量定理求出小球對地面的沖擊力．

解答 解：由動能定理得：
小球下落過程：mgh₁=$\frac{1}{2}$mv₁²-0，
v₁=10m/s，方向豎直向下；
小球上升過程：-mgh₂=0-$\frac{1}{2}$mv₂²，
v₂=8m/s，方向豎直向上；
以向下為正方向，由動量定理得：（mg-F）t=mv₂-mv₁，
即：（0.1×10-F）×0.01=0.1×（-8）-0.1×10，
解得：F=-181N；負號表示沖力方向向上
答：小球對地面的平均沖力是181N．

點評 該題考查自由落體運動與動能定理，熟練應用動能定理與動量定理可以正確解題，應用動量定理解題時，要注意正方向的選取．