Question

【題目】據(jù)統(tǒng)計(jì)，人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，腳底在接觸地面瞬間受到的沖擊力是人體所受重力的數(shù)倍。為探究這個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用落錘沖擊的方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，即通過(guò)一定質(zhì)量的重物從某一高度自由下落沖擊地面來(lái)模擬人體落地時(shí)的情況。重物與地面的形變很小，可忽略不計(jì)，不考慮空氣阻力的影響取重力加速度g＝10m/s2下表為一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。

重物（包括傳感器）的質(zhì)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(shí)間t/s	0.1

（1）請(qǐng)你選擇所需數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算回答下列問(wèn)題

a．重物受到地面的最大沖擊力時(shí)的加速度大小a＝_____

b．在重物與地面接觸過(guò)程中，重物受到地面施加的平均作用力是_____倍重物所受的重力。

（2）如果人從某一確定高度由靜止豎直跳下，為減小腳底在與地面接觸過(guò)程中受到的沖擊力，可采取一些具體措施，請(qǐng)你提供一種可行的方法并說(shuō)明理由。_____。

Answer 1

【答案】90m/s2 6 人接觸地面后要同時(shí)下蹲以通過(guò)延長(zhǎng)與地面接觸的時(shí)間來(lái)減小人受到地面的沖擊力

【解析】

（1）a．重物受到最大沖擊力時(shí)加速度的大小為a，由牛頓第二定律解得：

b．重物在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理有：

重物與地面接觸前瞬時(shí)的速度大小為：

重物離開(kāi)地面瞬時(shí)的速度大小為：

重物與地面接觸過(guò)程，重物受到的平均作用力大小為F，設(shè)豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理有：（F﹣mg）t＝mv2﹣mv1

解得：F＝510N

重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的倍數(shù)為：

因此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。

（2）人接觸地面后要同時(shí)下蹲以通過(guò)延長(zhǎng)與地面接觸的時(shí)間來(lái)減小人受到地面的沖擊力。