Question

17．如图所示，质量为m₁=1kg和m₂=2kg的两个小球在光滑的水平面上分别以v₁=2m/s和v₂=0.5m/s的速率相向运动，某时刻两球发生碰撞，碰后m₁以1m/s的速度被反向弹回，碰撞过程中两球相互作用时间为0.06s，求：
（1）碰后m₂的速度；
（2）两球发生碰撞的过程中m₂受到的平均作用力的大小．

Answer 1

分析 （1）两球在光滑水平面上发生碰撞，合外力为零，系统的动量守恒，由动量守恒定律可以求出碰后球m₂的速度；
（2）对球m₂，应用动量定理可以求出m₂受到的平均作用力的大小．

解答 解：（1）以两球组成的系统为研究对象，以m₂的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：m₂v₂-m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′
解得：v₂′=-1m/s，方向向右；
（2）以向左为正方向，两球碰撞过程，对m₂，由动量定理得：
  Ft=m₂v₂′-m₂v₂，
可得  F=-50N，方向向右．
答：
（1）碰后m₂的速度大小为1m/s，方向向右；
（2）两球发生碰撞的过程中m₂受到的平均作用力的大小是50N．

点评 本题的关键是掌握碰撞的基本规律：动量守恒定律，要知道对于碰撞过程，必须根据动量定理求作用力，解题时要注意正方向的选择，否则会出错．