一个质量为 的弹性小球,在光滑水平面上以 的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞过程中墙对小球的冲量大小 I 和做功的大小 W 为( )
A .
B .
C .
D .
B
【解析】
【详解】
规定初速度方向为正方向,初速度 碰撞后速度 ,则
负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反,动量变化量为
根据动量定理,冲量为
所以碰撞过程中,墙对小球的冲量大小为 ;
运用动能定理研究碰撞过程,因为初、末动能相等,所以
碰撞过程中,墙对小球做功的大小 W 为 0 , B 选项正确, ACD 错误。
故选 B 。
【点睛】
根据动量定理研究合力的冲量,根据动能定理研究合力的功。
冲量:
定义
力与力的作用时间的乘积叫力的冲量
定义式
I=Ft
标失性
力是矢量,冲量也是矢量
过程性
冲量是描述力对物体作用的时间积累效应的物理量,力越大,作用时间越长,冲量就越大
绝对性
由于力和时间都跟参考系的选择无关,因此冲量也跟参考系的选择无关;另外物体受某个力的冲量只取决于这个力及其作用时间,与物体的运动状态、是否受其他力无关
单位
牛顿·秒,简称牛·秒,符号N·s
备注
(1)冲量表达式,I=Ft只适用于计算恒力的冲量;计算变力的冲量一般用动量定理。
(2)如图所示,在力F随时间t变化的F—t图像中,图线与时间轴之间的“面积”为力的冲量
(3)合外力冲量的计算。
①如果物体受到的各个力作用的时间相同,且都为恒力,可用计算;
②如果在物体运动的整个过程中不同阶段受力不同,则合冲量为各个阶段冲量的矢量和
冲量和功的区别:
登录并加入会员可无限制查看知识点解析