Question

【題目】某節目中，“氣功師”平躺在水平地面上，其腹部上平放著一塊大石板，助手用鐵錘猛擊大石板，石板裂開而“氣功師”沒有受傷。現用下述模型分析探究：

設大石板質量M=80 kg，鐵錘質量m=5 kg；鐵錘從h1=1.8 m高處由靜止落下，打在石板上反彈，當反彈達到最大高度h2=0.05 m時被拿開；鐵錘與石板的作用時間t1=0.01 s；由于緩沖，石板與“氣功師”腹部的作用時間t2=0.5 s。取重力加速度g=10 m/s2。求：鐵錘敲擊大石板的過程中，

（1）鐵錘受到的沖量大小；

（2）大石板對鐵錘的平均作用力大小；

（3）大石板對人的平均作用力大小。

Answer 1

【答案】（1）35 N·s（2）3550N（3）871N

【解析】（1）由機械能守恒定律，解得，

則鐵錘打擊石板時的速度，

鐵錘反彈時的速度；

對鐵錘，由動量定理得，解得

（2）對鐵錘，由沖量定義得，解得

（3）對石板，由動量定理得，解得；

由牛頓第三定律得，大石板對人的平均作用力大小。