Question

【题目】某节目中，“气功师”平躺在水平地面上，其腹部上平放着一块大石板，助手用铁锤猛击大石板，石板裂开而“气功师”没有受伤。现用下述模型分析探究：

设大石板质量M=80 kg，铁锤质量m=5 kg；铁锤从h1=1.8 m高处由静止落下，打在石板上反弹，当反弹达到最大高度h2=0.05 m时被拿开；铁锤与石板的作用时间t1=0.01 s；由于缓冲，石板与“气功师”腹部的作用时间t2=0.5 s。取重力加速度g=10 m/s2。求：铁锤敲击大石板的过程中，

（1）铁锤受到的冲量大小；

（2）大石板对铁锤的平均作用力大小；

（3）大石板对人的平均作用力大小。

Answer 1

【答案】（1）35 N·s（2）3550N（3）871N

【解析】（1）由机械能守恒定律，解得，

则铁锤打击石板时的速度，

铁锤反弹时的速度；

对铁锤，由动量定理得，解得

（2）对铁锤，由冲量定义得，解得

（3）对石板，由动量定理得，解得；

由牛顿第三定律得，大石板对人的平均作用力大小。