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

2025-03-23 04:44:17
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回答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
(0.1×10-FN)×0.2=0.1×(-8-10)
所以FN=10N
故选C.