Question

如圖所示，箱子放在水平地面上，箱內有一質量為m的鐵球以速度v向左壁碰去，來回碰幾次后停下來，而箱子始終靜止，則整個過程中（ ）

A．鐵球對箱子的沖量為零
B．鐵球和箱子受到的沖量大小相等
C．箱子對鐵球的沖量為mv，向右
D．摩擦力對箱子的沖量為mv，向右

Answer 1

【答案】分析：以箱子為研究對象，分析箱子在水平方向上受到兩個力，鐵球對箱子的作用力和地面對箱子的摩擦力，由于箱子始終靜止，故此二力的合力始終為零，即此二力的沖量也始終等值方向，其合沖量為零．以鐵球為研究對象，以向左為正方向，根據動量定理有，I=0-mv，故箱子對鐵球的沖量為mv，方向向右．摩擦力對箱子的沖量為mv，方向向右．
解答：解：A、箱子在水平方向上受到兩個力作用，球隊對箱子的作用力和地面對箱子的摩擦力，二力始終等值方向，其合力始終為零，故箱子始終靜止．因此，鐵球對箱子的沖量與摩擦力對箱子的沖量等值反向，合沖量為零．故A錯誤．
B、根據動量定理，鐵球受到的沖量為I=0-mv=-mv，而箱子受到的沖量始終為零．故B錯誤．
C、根據動量定理，箱子對鐵球的沖量為I=0-mv=-mv，負號表示方向向右．故C正確．
D、箱子對鐵球的沖量mv，向右，根據牛頓第三定律，鐵球對箱子的沖量為mv，向左．又因為摩擦力與鐵球對箱子的作用力等值反向，所以摩擦力對箱子的沖量為mv，向右．故D正確．
點評：此題考查沖量的定義和動量定理的簡單應用，要能理解沖量是矢量，有大小，也有方向，方向與作用力的方向相同．動量定理的表達式也是一個矢量表達式，運用時要規定正方向．