Question

【題目】一質量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點，距離A點5m的位置B處是一面墻，如圖所示，物塊以v0=9m/s的初速度從A點沿AB方向運動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s，碰后以6m/s的速度反向運動直至靜止．g取10m/s2 ．

（1）求物塊與地面間的動摩擦因數μ；
（2）若碰撞時間為0.05s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F；
（3）求物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W．

Answer 1

【答案】
（1）

解：物塊從A到B過程，由動能定理得：

﹣μmgsAB= mvB2﹣ mv02，代入數據解得：μ=0.32

（2）

解：以向右為正方向，物塊碰撞墻壁過程，

由動量定理得：Ft=mv﹣mvB，即：

F×0.05=0.5×（﹣6）﹣0.5×7，

解得：F=﹣130N，負號表示方向向左

（3）

解：物塊向左運動過程，由動能定理得：

W=0﹣ mv2=﹣ ×0.5×62=﹣9J；

所以克服摩擦力做功為9J

【解析】（1）對物塊應用動能定理可以求出動摩擦因數．（2）對物塊應用動量定理可以求出作用力大小．（3）應用動能定理可以求出物塊反向運動過程克服摩擦力做的功．
【考點精析】關于本題考查的動能定理的綜合應用和動量定理，需要了解應用動能定理只考慮初、末狀態，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷；動量定理的研究對象可以是單個物體，也可以是物體系統.對物體系統，只需分析系統受的外力，不必考慮系統內力.系統內力的作用不改變整個系統的總動量；動量定理不僅適用于恒定的力，也適用于隨時間變化的力.對于變力，動量定理中的力F應當理解為變力在作用時間內的平均值才能得出正確答案．