题目内容
【题目】动量定理可以表示为,其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如,质量为m=1 kg的小球斜射到木板上,如图所示,入射的角度是
,碰撞后弹出的角度是
,碰撞前的速度v0=10 m/s,碰撞后的速度v1=5 m/s,碰撞时间t=0.1 s,求:
(1)碰撞前后x、y方向小球的动量变化、
;
(2)碰撞过程中木板对小球在x、y方向的平均作用力Fx、Fy。
【答案】(1) ,
(2)
,
【解析】本题考查动量定理的应用。
(1)碰撞前后x方向小球的动量变化
碰撞前后x方向小球的动量变化大小是,方向水平向左。
碰撞前后y方向小球的动量变化
碰撞前后y方向小球的动量变化大小是,方向竖直向上。
(2)对x方向应用动量定理得:,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。
对y方向应用动量定理得:,解得:
即y方向小球所受力平均作用力的大小是110N,方向竖直向上。
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