Question

質量為1kg的物體從離地面5m高處自由下落，與地面碰撞后，上升的最大高度為3.2m，設球與地面作用時間為0.2s，求小球對地面的平均作用力．（g=10m/s²，不計空氣阻力）

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=

1

2

mv₁²-0，v₁=

2gh1

=10m/s，方向豎直向下；
小球上升過程：-mgh₂=0-

1

2

mv₂²，v₂=

2gh2

=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：（1×10-F）×0.2=1×（-8）-1×（-10），
解得：F=-100N；
答：小球對地面的平均作用力大小為100N，方向豎直向上．

點評：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．