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问题: 高一物理题

用0.5KG的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速度为4m/s.打击后铁锤的速度为零.设打击时间为0.01s
1.不计铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力是多大
2.考虑铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力是多大
3.你分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时,再什么情况下可以不计铁锤的重量

解答:

1,
设锤子所受钉子的平均阻力为F,选锤子的初速度方向为正,依据动量定理对锤子有:-Ft = 0 - mv 。解得:F = mv/t =200 (N)
依牛顿第三定律,锤子钉钉子的平均作用力大小也为 200N。

2,
设锤子所受钉子的平均阻力为F,选锤子的初速度方向为正,依据动量定理对锤子有:(mg-F)t = 0 - mv 。解得:F = mg + (mv/t) =205 (N)
依牛顿第三定律,锤子钉钉子的平均作用力大小也为 205N。

3,
可见当时间 t 很小时,mv/t 很大,远远大于锤子的重量 mg,此时锤子的重量可以忽略。