p1=mv1=10×10-3×50 kg·m/s=0.5 kg·m/s.
p2=mv2=-10×10-3×100 kg·m/s=-1 kg·m/s
所以动量的变化量Δp=p2-p1=-1 kg·m/s-0.5 kg·m/s=-1.5 kg·m/s.
即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反.
(2)羽毛球的初动能:Ek=mv12=12.5 J,羽毛球的末动能:Ek′=mv22=50 J.所以ΔEk=Ek′-Ek=37.5 J.
7、如图所示,用0.5 kg的铁锤把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度为4.0 m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01 s,那么:
(1)不计铁锤受到的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力又是多大?(g取10 m/s2)
答案 (1)200 N,方向竖直向下
(2)205 N,方向竖直向下
解析 (1)以铁锤为研究对象,不计重力时,铁锤只受到钉子的平均作用力,方向竖直向上,设为F1,取竖直向上为正,由动量定理可得F1t=0-mv
所以F1=- N=200 N,方向竖直向上.
由牛顿第三定律知,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力为200 N,方向竖直向下.
(2)若考虑重力,设此时铁锤受钉子的平均作用力为F2,对铁锤应用动量定理,取竖直向上为正.
则(F2-mg)t=0-mv
F2=- N+0.5×10 N=205 N,方向竖直向上.
由牛顿第三定律知,此时铁锤钉钉子时钉子受到的平均作用力为205 N,方向竖直向下.