Question

將質量為5kg的鉛球（可視為質點）從距沙坑表面1.25m高處由靜止釋放，從鉛球接觸沙坑表面到陷入最低點所歷經(jīng)的時間為0.25s，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s²．則鉛球對沙子的平均作用力大小為

150

N，方向

豎直向下

．

Answer 1

分析：由自由落體運動規(guī)律可求得鉛球落地時的速度；再對鉛球在沙子中的運動，由動量定理可求得沙子對鉛球的平均作用力．

解答：解：鉛球到達沙坑表面的速度為：v=

2gh

=

2×10×1.25

=5m/s；
設向下為正，則由動量定理可得：（mg+F）t=0-mv
解得：F=-

mv

t

-mg=-（

5×5

0.25

+50）=-150N；負號說明鉛球受到的作用力向上；
則由牛頓第三定律可知，沙子對鉛球的平均作用力為150N，方向豎直向下；
故答案為：150，豎直向下．

點評：本題考查動量定理的應用，要注意在應用動量定理時，應明確各量的方向．