Question

4．世界羽毛球冠军谌龙击球后，球速可达360km/h，若击球前羽毛球的速度为72km/h，球拍击球时间约为0.01s，击球后球仍沿原直线被弹回，羽毛球质量约为5g，击球时羽毛球重力和空气阻力可忽略，则击球过程中（　　）

• A． 球动量改变量的大小为0.2kg•m/s
• B． 球受到的平均作用力为60N
• C． 球和球拍组成的系统动量守恒
• D． 球的机械能守恒

Answer 1

分析 取击球前羽毛球速度的方向为正方向，分别表示击球前后羽毛球的速度，再求球动量的变化量，根据动量定理，可以求出球所受的平均作用力；对于动量守恒和机械能守恒的条件分析即可．

解答 解：A、取击球前羽毛球速度的方向为正方向，则击球前羽毛球的速度为：v₀=72km/h=20m/s，击球后羽毛球的速度为：v=-360km/h=-100m/s，
则球动量改变量为：△p=mv-mv₀=5×10^-3×（-100-20）=-0.6kg•m/s，大小为0.6kg•m/s．故A错误．
B、由动量定理可知：Ft=△p，解得球受到的平均作用力为：F=$\frac{△p}{t}$=$\frac{-0.6}{0.01}$N=-60N，大小为60N，故B正确．
C、对于球和球拍组成的系统，由于谌龙对球拍有作用力，系统的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故C错误．
D、由于球拍对球要做功，所以球的机械能不守恒，故D错误．
故选：B

点评 对于打击过程求作用力，往往根据动量定理求解，在应用动量定理解题时一定要注意各物理量的矢量性，规定正方向，用符号表示速度的方向．