Question

18．一质量为0.3kg的弹性小球，在光滑的水平面上以6m/s的速度撞到垂直墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前速度的大小相同．求：
（1）碰撞前后小球速度变化量；
（2）碰撞过程中墙对小球做的功．

Answer 1

分析 （1）由于速度是矢量，对于速度的变化量我们应该采用矢量叠加的方法．对于同一直线上的速度变化量的求解，我们可以运用表达式△v=v₂-v₁，但必须规定正方向．
（2）运用动能定理求出碰撞过程中墙对小球做功．

解答 解：（1）规定初速度方向为正方向，则初速度 v₁=6m/s，
碰撞后末速度 v₂=-6m/s；
则速度变化量为△v=v₂-v₁=-12m/s，负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反，
所以碰撞前后小球速度变化量的大小为12m/s．
（2）运用动能定理研究碰撞过程，由于初、末动能相等，
所以 W=△E_k=0；
答：（1）碰撞前后小球速度变化量大小是12m/s，向与初速度方向相反；
（2）碰撞过程中墙对小球做的功是0．

点评 本题考查动能定理及速度改变量运算；对于矢量的加减，我们要考虑方向，动能定理是一个标量等式，对于动能定理的研究，则无需考虑方向．