- 2017高三物理六校联考
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相关例题:
题目:
一个质量为m的小球,从高度为h处自由下落,与地面发生碰撞,反弹高度为原高度的6/5。求小球与地面碰撞过程中受到的平均冲击力。
分析:
小球自由下落,做自由落体运动,根据运动学公式可求得小球与地面碰撞前的速度和碰撞后的速度。
碰撞后小球向上运动,受到向下的重力作用和向上的平均冲击力作用,根据动量定理可求得平均冲击力。
解答:
根据自由落体运动规律,小球与地面碰撞前的速度为:
v1 = sqrt(2gh) = sqrt(2 10 h) m/s
碰撞后小球向上运动,反弹高度为原高度的6/5,即:
h2 = 6/5 h
根据动量定理,设向上为正方向,则有:
(m - Ft) = m(v2 - v1)
其中F为平均冲击力,t为时间。
由于反弹高度为原高度的6/5,所以反弹后的速度为:
v2 = sqrt(2gh2) = sqrt(2 10 (6/5 h)) m/s
代入数据可得:
F = 7mg - 4/5mg = 3mg + 6/5mg = 3.2mg
所以小球与地面碰撞过程中受到的平均冲击力为3.2mg。
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