《2024年新编高中同步作业高中物理选择性必修第一册人教版》

2. 如图所示，某校正在进行跳高比赛。请回答以下问题：

(1)运动员从相同高度落下，着地时的动量大小____(选填“相等”“不相等”或“无法比较”)。
(2)为什么要在运动员的落地处放很厚的海绵垫子？

答案：
(1)相等
(2)提示：运动员从着地到速度减为0的过程中，动量变化量一定，海绵垫子或地面对运动员的冲量也相等，放上很厚的海绵垫子与不放相比，海绵垫子与运动员相互作用的时间较长，由 $F\Delta t = p'-p$ 知，作用力就较小，起到缓冲作用。

任务一 对冲量的理解
[探究活动]
力$F$随时间$t$变化的图像如图所示。

（1）0～1 s内，力$F$的冲量是多少？对应$F - t$图线与$t$轴所围的面积是多少？二者是什么关系？
（2）1～6 s内，力$F$的冲量是多少？对应$F - t$图线与$t$轴所围的面积是多少？二者是什么关系？
（3）0～6 s内，力$F$的冲量是多少？对应$F - t$图线与$t$轴所围的面积是多少？二者是什么关系？

答案： 提示：
(1)力F在0～1 s内的冲量 $I_1 = F_1t_1 = 20×1N\cdot s = 20N\cdot s$，对应F - t图线与t轴所围的面积为20 $N\cdot s$，二者相等。
(2)力F在1～6 s内的冲量 $I_2 = F_2t_2 = -10×5N\cdot s = -50N\cdot s$，负号表示冲量的方向沿负方向。对应F - t图线与t轴所围的面积为 - 50 $N\cdot s$，二者相等。
(3)提示：力F在0～6 s内的冲量 $I = I_1 + I_2 = -30N\cdot s$，负号表示冲量的方向沿负方向。对应F - t图线与t轴所围的面积的代数和为 - 30 $N\cdot s$，二者相等。