Question

一个质量为m=40 g的乒乓球自高处落下，以速度v=1 m/s碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v′=0.5 m/s.求在碰撞过程中，乒乓球动量变化为多少？

Answer 1

解析：为了求得乒乓球动量的变化量，先要确定碰撞前和碰撞后乒乓球的动量.碰撞前后乒乓球是在同一条直线上运动的，选定一个正方向，如图16-2-3所示，选竖直向下为正方向，则碰撞前乒乓球的速度方向是竖直向下的，动量为正值；碰撞后乒乓球的速度方向是竖直向上的，动量为负值.乒乓球动量的变化等于碰撞后的动量减去碰撞前的动量.

图16-2-3

解析：取竖直向下为正方向，乒乓球的初动量为：

p=mv=0.04×1 kg·m/s=0.04 kg·m/s

乒乓球的末动量为：

p′=mv′=0.04×(-0.5) kg·m/s=-0.02 kg·m/s

乒乓球动量的变化为：

Δp=p′-p=-0.02-0.04 kg·m/s=-0.06 kg·m/s

负号表示Δp的方向与所取的正方向相反，即竖直向上.

答案：动量变化为0.06 kg·m/s，方向竖直向上.