问题
问答题
如图所示，质量为m=1kg的小球，从沙坑上方A点自由下落，经过时间t1=1s到达沙坑表面B处，又经过时间t2=0.5s停在沙坑里C处．重力加速度g=10m/s2求：
（1）沙对小球的平均阻力F的大小和方向；
（2）小球在沙坑里运动过程所受的合冲量I的大小和方向．
答案
（1）在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为t1+t2，而阻力作用时间仅为t2，以竖直向下为正方向，有：mg（t1+t2）+Ft2=0
代入数据解得：F=-
=-30Nmg(t1+t2) t2
沙对小球平均作用力大小为30N，方向竖直向上；
（2）仍然在下落的全过程对小球用动量定理：在t1时间内只有重力的冲量，在t2时间内只有合冲量（已包括重力冲量在内），以竖直向下为正方向，有：mgt1+I=0
代入数据解得：I=-mgt1=-10N•s
小球所受合冲量I的大小为10N•s；方向竖直向上．
答：（1）沙对小球的平均阻力F的大小为30N，方向竖直向上；
（2）小球在沙坑里运动过程所受的合冲量I的大小为10N•s，方向竖直向上．