Question

求高中关于冲量的物理题解释

一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过t时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲击力的大小是？
答案是mv/t+mg
解释说是由动量定理得（F-mg）t=0-（-mv）
我不明白，还有就是想搞清楚那个铁锤的受力分析和木桩的受力分析

Answer 1

很简单，铁锤以速度v竖直打在木桩上，铁锤受到一个向上的阻力，导致铁锤的动量由初始的mv变成最终的0；
木桩受到铁锤施加的动力和地面对它的阻力。导致木桩的动量由0变为（F-mg）t。
根据动量守恒可得（F-mg）t=0-（-mv）
注意，上式中铁锤和木桩动量的变化都是末动量减初动量。
还有什么不懂的，可以提出来。

追问

既然地面对木桩的阻力为mg，那么不是会跟铁锤施加于木桩的重力相抵消么？木桩的合外力究竟是怎么算的？

追答

地面对木桩的阻力不是mg，而是大于mg。
因为铁锤对木桩的平均冲击力F与木桩对铁锤的支持力N为作用力和反作用力，所以要求铁锤对木桩的平均冲击力F，可转化为求木桩对铁锤的支持力N，铁锤受到自身重力和木桩的支持力。

Answer 2

铁锤的受力分析：撞击时受到对木桩的冲击力，木桩对铁锤的反作用力（支持力），铁锤的重力。
木桩的受力分析：撞击时受到铁锤的压力，地对木桩的支持力。
所以木桩受力为F-mg
故有（F-mg）t=0-（-mv）

追问

可是木桩与铁锤碰撞时所产生的支持力不是跟铁锤的重力抵消么？

追答

不会抵消，支持力比重力大，剩余的力作为动量消耗。

Answer 3

这道题其实没和你们说明是铁锤接触木桩的一瞬间的速度v
加上我上面说的话 就是
铁锤自身的重力被木桩对铁锤的反作用力克制了之后 对铁锤自身动量的一种影响，
使铁锤动量归于零
就是这样
ps：物理要靠理解

Answer 4

冲量是动量改变的原因，由这结论可以列出方程。只要求出动量变化值在除以时间就是平均的收力大小了。求动量变化值时要注意正方向的选取，因为动量是矢量，有方向性

Answer 5

我想问一下平均冲击力的大小为什么不是合外力而是F