Question

【题目】动量定理可以表示为，其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m=1 kg的小球斜射到木板上，如图所示，入射的角度是，碰撞后弹出的角度是，碰撞前的速度v0=10 m/s，碰撞后的速度v1=5 m/s，碰撞时间t=0.1 s，求：

（1）碰撞前后x、y方向小球的动量变化、；

（2）碰撞过程中木板对小球在x、y方向的平均作用力Fx、Fy。

Answer 1

【答案】（1） ， （2） ，

【解析】本题考查动量定理的应用。

（1）碰撞前后x方向小球的动量变化

碰撞前后x方向小球的动量变化大小是，方向水平向左。

碰撞前后y方向小球的动量变化

碰撞前后y方向小球的动量变化大小是，方向竖直向上。

（2）对x方向应用动量定理得：，解得：

即x方向小球所受力平均作用力的大小是50N，方向水平向左。

对y方向应用动量定理得：，解得：

即y方向小球所受力平均作用力的大小是110N，方向竖直向上。