质量为0.5 kg的金属小球,以6m/s的速度水平抛出,抛出后经过0.8s落地,g取10m/s2。(1)小球抛出时和刚落地时,动量的大小、方向如何?(2)小球从抛出到落地的动量变化量的大小和方向如何?(3)小球在空中运动的0.8s内所受重力的冲量的大小和方向如何(4)说出你解答上述问题后的认识。

解:(1)平抛运动水平方向做匀速运动竖直方向做自由落体运动v_0=6m/s 由 υ_y=gt 得v=8m/s则小球落地时速度v=√(v_0^2+v_y^2)=10m/sVo小球抛出时动量p=mw。=0.5×6kg·m/s=3kg·m/s,方向沿水平方向小球落地时动量p,=mv=0.5× 10 kg·m/s=5kg·m/s,方向与水平方向成53°斜向下。图1-10(2)小球从抛出到落地初动量p1与动量变化量 △p的矢量和为末动量 p_2则 p_1 、p2及 △p符合三角形法则所以 Δp=√(p_2^2-p_1^2)=4kg⋅m/s ,方向竖直向下。(3)由冲量定义式I=Ft得,小球平抛运动过程中所受重p2力的冲量 I=mgt=0.5*10*0.8N⋯=4N⋯图1-11方向竖直向下。(4)小球动量的变化量的大小和方向与小球所受合力的冲量的大小和方向相同。