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题目:一个质量为 m 的小球从 H 高处自由落下,经过时间 t 到达地面,求地面对小球的冲量。
分析:自由落体运动中,小球受到的重力作用,重力对小球做功,根据动量定理,地面对小球的冲量等于小球动量的变化。
解答:根据自由落体运动规律,小球在 H 高处下落时做初速度为零的匀加速直线运动,经过时间 t 到达地面,则小球下落的高度为 H = 1/2gt^2。
根据动量定理,地面对小球的冲量等于小球动量的变化,设小球落地时的速度为 v,则有:
I = mv - (mv_0) = m(v - v_0)
其中 v_0 为小球落地前的速度,由于小球做自由落体运动,所以 v_0 = gt。
将上述公式代入可得:
I = mgt - 0 = mgt
因此,地面对小球的冲量为 mgt。
总结:本题中,地面对小球的冲量等于小球动量的变化,根据自由落体运动规律和动量定理可得到正确答案。
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