Question

将质量为5kg的铅球（可视为质点）从距沙坑表面1.25m高处由静止释放，从铅球接触沙坑表面到陷入最低点所历经的时间为0.25s，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²．则铅球对沙子的平均作用力大小为

150

N，方向

竖直向下

．

Answer 1

分析：由自由落体运动规律可求得铅球落地时的速度；再对铅球在沙子中的运动，由动量定理可求得沙子对铅球的平均作用力．

解答：解：铅球到达沙坑表面的速度为：v=

2gh

=

2×10×1.25

=5m/s；
设向下为正，则由动量定理可得：（mg+F）t=0-mv
解得：F=-

mv

t

-mg=-（

5×5

0.25

+50）=-150N；负号说明铅球受到的作用力向上；
则由牛顿第三定律可知，沙子对铅球的平均作用力为150N，方向竖直向下；
故答案为：150，竖直向下．

点评：本题考查动量定理的应用，要注意在应用动量定理时，应明确各量的方向．