[解析] (1) 铁球自由下落10 m所用的时间是t1== s= s,重力的冲量IG=mgt1=0.336×10× N·s≈4.75 N·s,方向竖直向下.
(2)设向下为正方向,对铁球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程,运用动量定理得mg(t1+t2)-Ft2=0
泥潭的阻力F对铁球的冲量
Ft2=mg(t1+t2)=0.336×10×(+0.4) N·s≈6.10 N·s,方向竖直向上.
(3)由Ft2=6.10 N·s得F=15.25 N.
[答案] (1)4.75 N·s (2)6.10 N·s (3)15.25 N
1.动量定理可以表示为Δp=FΔt,其中动量p和力F都是矢量.在运用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究.例如,质量为m的小球斜射到木板上,入射的角度是θ,碰撞后弹出的角度也是θ,碰撞前后的速度大小都是v,如图所示.碰撞过程中忽略小球所受重力.
(1)分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy;
(2)分析说明小球对木板的作用力的方向.
[解析] (1)x方向:动量变化为
Δpx=mvsin θ-mvsin θ=0
y方向:动量变化为Δpy=mvcos θ-(-mvcos θ)=2mvcos θ,方向沿y轴正方向.