Question

20．质量为0.2kg的小球竖直向下以10m/s的速度落至水平地面，再以6m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，试求：
（1）小球与地面碰撞前后的动量变化量
（2）若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小．

Answer 1

分析 （1）由动量的定义式P=mv求出碰撞前后物体的动量，然后求出动量的变化．
（2）对碰撞过程由动量定理列式可求得平均作用力．

解答 解：（1）以竖直向上为正方向，小球与地面碰撞前的动量：
p=mv=0.2kg×（-10m/s）=-2kg•m/s；
小球与地面碰撞后的动量：
p′=mv′=0.2kg×6m/s=1.2kg•m/s；
小球与地面碰撞前后的动量变化：
△p=p′-p=1.2-（-2）=3.2kg•m/s；
方向竖直向上；
（2）对碰撞过程由动量定理可得：
（F-mg）t=△P
解得：F=18N；方向竖直向上；
答：（1）小球与地面碰撞前后的动量变化为3.2kg•m/s；方向竖直向上；
（2）小球受到地面的平均作用力为18N；方向竖直向上．

点评 本题考查了求小球的动量与动量的变化以及动量定理的应用，应用动量的计算公式即可正确解题，在列式计算时要注意明确各物理量的矢量性．