问题 计算题

(6分)一个质量为、以的速度飞来的网球被球拍击中,并以的速度弹回,网球与球拍的接触时间为,试求:

(1)网球动量的变化

(2)球拍对网球的平均作用力

答案

(1),方向与初速度方向相反(2),方向与初速度方向相反

设网球飞来的速度方向为正方向,则:

网球的初速度,反弹后速度      ①                (1分)

(1)所以网球的动量变化:

 ②     (2分)

所以网球的动量变化的大小为,方向与初速度方向相反。 ③        (1分)

(2)由动量定理可知,球拍对网球的平均作用力:

         ④(                                (2分)

球拍对网球的平均作用力大小为,方向与初速度方向相反。   ⑤              (1分)

本题考查动量守恒定律的应用,在网球被球拍击中后速度变为反向,规定初速度方向为正方向,确定初末状态后可求得动量变化量,以网球为研究对象,水平方向受到球拍的作用力,确定初末状态,由动量定理可求得球拍对网球的平均作用力

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