题目

篮球运动员将一质量为0.6千克的篮球,从1.25米的高处自由落下,与地板碰撞后回跳高度为0.8米．设篮球与地板的碰撞时间为0.1秒,取g＝10,求篮球对地板的平均作用力?

提问时间：2020-10-17

答案

设接触地面前的瞬时速度为u ,接触地面后反弹的瞬时速度为v ,地板对篮球的平均作用力为F ,作用时间为t ,篮球质量为m ,原高度为H ,反弹后高度为h .以竖直向下的方向为正方向,以地面为零势能面.
根据机械能守恒定律,
mgH=mu²/2
mv²/2=mgh
求得u=5m/s ,v=-4m/s .
接触地面时,篮球受到重力和地面作用力这两个力的作用,其合力为G+F ；动量的增量为mv-mu .
根据动量定理,(G+F)t=mv-mu ,解得F=-60N ,即地面对篮球的平均作用力为60N,方向竖直向上.
因此,篮球对地面的平均作用力为60N,方向竖直向下.