更新时间:作者:小小条
【应用动量定理求平均力】地动仪是世界上最早的感知地震装置,由我国杰出的科学家张衡制成,早于欧洲1700多年。如图所示为一现代仿制的地动仪,龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为20cm,当感知到地震时,质量为50g的铜珠(初速度为零)离开龙口,落入蟾蜍口中,与蟾蜍口碰撞的时间约为1 ms,g取10m/s²,空气阻力不计,则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为(C)

A.1N
B.10N
C.100 N
D.1000N
【解析】铜珠做自由落体运动,由自由落体运动规律h=gt²/2,得铜珠在空中运动时间为t=0.2s,落到蟾蜍口中时的速度为v=gt=2m/s,选项A正确,B错误;铜珠在空中运动过程中重力的冲量大小为IG=mgt=0.05×10×0.2N·s=0.1N·s,选项C错误;以竖直向上为正方向,根据动量定理可知Ft′-mg(t+t′)=0,代入数据解得F=100.5N,由牛顿第三定律可知,铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小为100.5N,选项D正确。
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