Question

7．一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞行球棒，被球棒打击后，反向水平飞出，速度的大小为45m/s，若棒球与垒球的作用时间为0.1s，求：
（1）棒球对垒球的平均作用力的大小；
（2）这个力对垒球做的功．

Answer 1

分析 （1）分析题意，明确初末速度，于再根据动量定理求解平均作用力的大小；
（2）对打击过程分析，根据动能定理即可求得这个力对垒球所做的功．

解答 解：（1）取初速度的方向为正方向，则垒球初速度为：v₁=25m/s，末速度v=-45m/s
根据动量定理有：Ft=mv-mv₁
得：F=$\frac{mv-m{v}_{1}}{t}$=$\frac{0.18×（-45）-0.18×25}{0.1}$=-126N；，负号表示力的方向与球的初速度方向相反
（2）根据动能定理有：W=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₁²=$\frac{1}{2}$×0.18×（45²-25²）=126J．
答：（1）棒球对垒球的平均作用力的大小为126N，方向与初速度方向相反；
（2）这个力对垒球做的功为126J．

点评 本题考查动能定理以及动量定理的应用，注意掌握二者的应用方法的异同，知道动量定理对应的是矢量，要注意方向，而动能定理对应的是标量，不需要考虑方向．