Question

【題目】為探究人在運動過程中腳底在接觸地面瞬間受到的沖擊力問題，實驗小組的同學利用落錘沖擊地面的方式進行實驗，即通過一定質量的重物從某一高度自由下落沖擊地面來模擬人體落地時的情況。重物與地面的形變很小，可忽略不計，g 取10m/s2.下表為一次實驗過程中的相關數據。根據實驗數據可知

重物（包括傳感器）的質量 m/kg	8.5
重物下落高度 H/cm	45
重物反彈高度 h/cm	20
最大沖擊力 Fm/N	850
重物與地面接觸時間 t/s	0.1

A. 重物受到地面的最大沖擊力時的加速度大小為100m/s2

B. 重物與地面接觸前瞬時的速度大小為2m/s

C. 重物離開地面瞬時的速度大小為3m/s

D. 在重物與地面接觸的過程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6 倍

Answer 1

【答案】D

【解析】

地面對重物的沖擊力F方向豎直向上，根據牛頓第二定律：F-mg=ma，當沖擊力最大時，代入解得加速度最大為90 m/s2，A錯誤；重物下落的高度為45cm，根據可求下落的時間為t=0.3s，所以落地時的速度v=gt=3m/s，B錯誤；反彈的高度為20cm，豎直向上做勻減速運動，由可求離開地面時的速度為2m/s，C錯誤；與地面相互作用的過程，取向下為正方向，根據動量定理：，代入解得地面對重物的平均作用力，所以D正確。