Question

4．世界羽毛球冠軍諶龍擊球后，球速可達360km/h，若擊球前羽毛球的速度為72km/h，球拍擊球時間約為0.01s，擊球后球仍沿原直線被彈回，羽毛球質量約為5g，擊球時羽毛球重力和空氣阻力可忽略，則擊球過程中（　�。�

• A． 球動量改變量的大小為0.2kg•m/s
• B． 球受到的平均作用力為60N
• C． 球和球拍組成的系統動量守恒
• D． 球的機械能守恒

Answer 1

分析 取擊球前羽毛球速度的方向為正方向，分別表示擊球前后羽毛球的速度，再求球動量的變化量，根據動量定理，可以求出球所受的平均作用力；對于動量守恒和機械能守恒的條件分析即可．

解答 解：A、取擊球前羽毛球速度的方向為正方向，則擊球前羽毛球的速度為：v₀=72km/h=20m/s，擊球后羽毛球的速度為：v=-360km/h=-100m/s，
則球動量改變量為：△p=mv-mv₀=5×10^-3×（-100-20）=-0.6kg•m/s，大小為0.6kg•m/s．故A錯誤．
B、由動量定理可知：Ft=△p，解得球受到的平均作用力為：F=$\frac{△p}{t}$=$\frac{-0.6}{0.01}$N=-60N，大小為60N，故B正確．
C、對于球和球拍組成的系統，由于諶龍對球拍有作用力，系統的合外力不為零，所以系統動量不守恒，故C錯誤．
D、由于球拍對球要做功，所以球的機械能不守恒，故D錯誤．
故選：B

點評 對于打擊過程求作用力，往往根據動量定理求解，在應用動量定理解題時一定要注意各物理量的矢量性，規(guī)定正方向，用符號表示速度的方向．