质量为1kg的钢球从5m高处自由落下,与地面碰撞后竖直跳起到达3.2m高处,整个过程历时2s,空气阻力不计,g

2025年02月28日 22:51
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网友(1):

在整个过程中,规定竖直向下为正方向.
①钢球与地面碰撞前做自由落体运动,根据机械能守恒有:
mgh1=
1
2
mv12
所以球落地时的速度为:v1=
2gh1
=
2×10×5
=10m/s
根据自由落体运动的规律,其时间为:t1=
2h1
g
=
2×5
10
=1s
②钢球碰撞后向上做竖直上抛运动,根据机械能守恒定律有:mgh2=
1
2
mv22
所以钢球弹起,刚离地时的速度为:v2=-
2gh2
=-
2×10×3.2
=-8m/s
其时间为:t2
2h2
g
2×3.2
10
=0.8s

③在钢球与地面碰撞过程中,所用的时间:
△t=t-t1-t2=2-1-0.8=0.2s
运用动量定理有:(mg-FN)?△t=mv2-mv1
代入数据得:(1×10-FN)×0.2=1×(-6-10)
所以有:FN=90N
答:钢球与地面碰撞时受到地面的平均作用力大小为90N.