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4.世界羽毛球冠军谌龙击球后,球速可达360km/h,若击球前羽毛球的速度为72km/h,球拍击球时间约为0.01s,击球后球仍沿原直线被弹回,羽毛球质量约为5g,击球时羽毛球重力和空气阻力可忽略,则击球过程中( )A. | 球动量改变量的大小为0.2kg•m/s | B. | 球受到的平均作用力为60N | ||
C. | 球和球拍组成的系统动量守恒 | D. | 球的机械能守恒 |
分析 取击球前羽毛球速度的方向为正方向,分别表示击球前后羽毛球的速度,再求球动量的变化量,根据动量定理,可以求出球所受的平均作用力;对于动量守恒和机械能守恒的条件分析即可.
解答 解:A、取击球前羽毛球速度的方向为正方向,则击球前羽毛球的速度为:v0=72km/h=20m/s,击球后羽毛球的速度为:v=-360km/h=-100m/s,
则球动量改变量为:△p=mv-mv0=5×10-3×(-100-20)=-0.6kg•m/s,大小为0.6kg•m/s.故A错误.
B、由动量定理可知:Ft=△p,解得球受到的平均作用力为:F=$\frac{△p}{t}$=$\frac{-0.6}{0.01}$N=-60N,大小为60N,故B正确.
C、对于球和球拍组成的系统,由于谌龙对球拍有作用力,系统的合外力不为零,所以系统动量不守恒,故C错误.
D、由于球拍对球要做功,所以球的机械能不守恒,故D错误.
故选:B
点评 对于打击过程求作用力,往往根据动量定理求解,在应用动量定理解题时一定要注意各物理量的矢量性,规定正方向,用符号表示速度的方向.
练习册系列答案
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