Question

一个质量为0.2kg的弹性小球，在光滑水平面上以5m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，
经0.1s反弹，反弹后的速度大小与碰撞前相同．则下列关于碰撞前后小球速度变化量的大小△v、碰撞过程中墙对小球做功的大小W、墙对小球的平均作用力大小F、动量变化量的大小△p的数值，正确的是（　　）

• A、△v=10m/s
• B、W=10J
• C、F=20N
• D、△p=20kg?m/s

Answer 1

分析：根据题意求出速度的变化；
应用动能定理求出墙壁做的功；
由动量定理求出墙壁的作用力；
根据动量的定义式求出动量的变化．

解答：解：以小球的初速度方向为正方向，则初速度v=5m/s，末速度v′=-5m/s；
A、小球速度变化量△v=v′-v=-5-5=-10m/s，负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反，速度变化量的大小为10m/s，故A正确；
B、碰撞前后，小球的动能相等，动能的变化为零，由动能定理可得，W=△E_k=0，即碰撞过程中墙对小球做功的大小W为0，故B错误；
C、碰撞过程，由动量定理得：Ft=mv-mv′，墙对小球的平均作用力：F=

m(v-v′)

t

=

0.2×(-5-5)

0.1

=-20N，负号表示力的方向与小球初速度方向相反，则作用力大小为20N，故C正确；
C、碰撞过程小球动量的变化量：△P=mv′-mv=0.2×（-5）-0.2×5=-2kg?m/s，负号表示动量的变化方向与初速度方向相反，故D错误；
故选：AC．

点评：本题考查了求速度的变化、求功、求作用力大小、求动量的变化，掌握基础知识即可正确解题，解题时要注意各物理量的方向．