早教吧 育儿知识 作业答案 考试题库 百科 知识分享

质量为0.1kg的钢球自距地面5m高度处自由下落,与地面碰撞后回跳到3.2m高处,整个过程历时2s,不计空气阻力,g=10m/s2.则钢球与地面作用过程中钢球受到地面给它的平均作用力的大小为(

题目详情
质量为0.1kg的钢球自距地面5m高度处自由下落,与地面碰撞后回跳到3.2m高处,整个过程历时2s,不计空气阻力,g=10m/s2.则钢球与地面作用过程中钢球受到地面给它的平均作用力的大小为(  )

A.100N
B.90N
C.10N
D.9N
▼优质解答
答案和解析
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
(0.1×10-FN)×0.2=0.1×(-8-10)
所以FN=10N
故选C.