Question

3．一個質量為0.3kg 的彈性小球，在光滑的水平面上 以6m/s 的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反的方向運動，反彈后的速度大小與碰撞前的相同，求
（1）碰撞過程中墻對小球的沖量I
（2）碰撞過程中墻對小球做的功W．

Answer 1

分析 由于速度是矢量，對于速度的變化量我們應該采用平行四邊形法則．
對于同一直線上的速度變化量的求解，我們可以運用表達式△v=v₂-v₁，但必須規(guī)定正方向．
運用動能定理求出碰撞過程中墻對小球做功．

解答 解：（1）規(guī)定初速度方向為正方向，初速度為：v₁=6m/s，
碰撞后速度為：v₂=-6m/s
△v=v₂-v₁=-12m/s，負號表示速度變化量的方向與初速度方向相反，
碰撞過程中墻對小球的沖量I，有：I=m△v=0.3×（-12）=-3.6kg•m/s
（2）運用動能定理研究碰撞過程，由于初、末動能相等，所以有：
w=△E_k=0
碰撞過程中墻對小球做功的大小W為0．
答：（1）碰撞過程中墻對小球的沖量大小是3.6kg•m/s，方向與原方向相反；
（2）碰撞過程中墻對小球做的功是0．

點評 對于矢量的加減，我們要考慮方向，動能定理是一個標量等式，對于動能定理的研究，則無需考慮方向．