Question

10．一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，速度大小与碰撞前相同，作用时间为0.1s．则碰撞过程中墙壁对小球的平均作用力F和墙壁对小球做功的平均功率大小P为（　　）

• A． F=18N
• B． F=36N
• C． P=0
• D． P=108w

Answer 1

分析 由于动量是矢量，对于动量的变化量我们应该采用平行四边形法则．
对于同一直线上的动量变化量的求解，我们可以运用表达式△P=P₂-P₁，但必须规定正方向．根据动量定理求F
运用动能定理求出碰撞过程中墙对小球做功．由P=$\frac{W}{t}$求平均功率

解答 解：AB、规定初速度方向为正方向，初速度v₁=6m/s，碰撞后速度v₂=-6m/s；△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；
动量变化量为：△P=m•△v=0.3kg×（-12m/s）=-3.6kg•m/s，
由动量定理：F•△t=△p，有$F=\frac{△p}{△i}=\frac{-3.6}{0.1}=-36N$，碰撞过程中墙壁对小球的平均作用力F为36N，故A错误，B正确；
CD、碰撞前后小球速度大小不变，小球动能不变，对碰撞过程，对小球由动能定理得：W=△E_k=0，碰撞过程中墙对小球做功的大小W为0，平均功率$P=\frac{W}{t}=0$，故C正确，D错误．
故选：BC．

点评 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．