质量为500g的足球,以l0m/s的水平速度向运动员滚去,被运动员以20m/s的速度反向踢出,设脚与球作用的时间为0.02s,则: (1)足球受到的冲量为多大? (2)脚对足球的平均作用力为多大?

问题描述:

质量为500g的足球,以l0m/s的水平速度向运动员滚去,被运动员以20m/s的速度反向踢出,设脚与球作用的时间为0.02s,则:
(1)足球受到的冲量为多大?
(2)脚对足球的平均作用力为多大?

(1)以足球的初速度方向为正方向,足球动量的改变:
△P=P′-P=mv′-mv=0.5×(-20)-0.5×10=-15kg•m/s
负号表示方向与足球的初速度方向相反,由动量定理得足球受到的冲量为:
I=△P=15kg•m/s
(2)mv′-mv=Ft,
则脚的平均作用力:F=

m(V′−V)
t
=
0.5×(−20−10)
0.02
=-750N;
负号表示力的方向与足球的初速度方向相反;
答:(1)足球动量改变量为15kg•m/s,与初速度反向;
(2)如果足球与脚接触时间为0.02s,则足球所受平均作用力为750N.