Question

【題目】動量定理可以表示為，其中動量p和力F都是矢量。在運用動量定理處理二維問題時，可以在相互垂直的x、y兩個方向上分別研究。例如，質量為m=1 kg的小球斜射到木板上，如圖所示，入射的角度是，碰撞后彈出的角度是，碰撞前的速度v0=10 m/s，碰撞后的速度v1=5 m/s，碰撞時間t=0.1 s，求：

（1）碰撞前后x、y方向小球的動量變化、；

（2）碰撞過程中木板對小球在x、y方向的平均作用力Fx、Fy。

Answer 1

【答案】（1） ， （2） ，

【解析】本題考查動量定理的應用。

（1）碰撞前后x方向小球的動量變化

碰撞前后x方向小球的動量變化大小是，方向水平向左。

碰撞前后y方向小球的動量變化

碰撞前后y方向小球的動量變化大小是，方向豎直向上。

（2）對x方向應用動量定理得：，解得：

即x方向小球所受力平均作用力的大小是50N，方向水平向左。

對y方向應用動量定理得：，解得：

即y方向小球所受力平均作用力的大小是110N，方向豎直向上。