Question

3．一个质量为0.3kg 的弹性小球，在光滑的水平面上 以6m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反的方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前的相同，求
（1）碰撞过程中墙对小球的冲量I
（2）碰撞过程中墙对小球做的功W．

Answer 1

分析 由于速度是矢量，对于速度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．
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，初速度为：v₁=6m/s，
碰撞后速度为：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，
碰撞过程中墙对小球的冲量I，有：I=m△v=0.3×（-12）=-3.6kg•m/s
（2）运用动能定理研究碰撞过程，由于初、末动能相等，所以有：
w=△E_k=0
碰撞过程中墙对小球做功的大小W为0．
答：（1）碰撞过程中墙对小球的冲量大小是3.6kg•m/s，方向与原方向相反；
（2）碰撞过程中墙对小球做的功是0．

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．