Question

14．一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点．距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示．物块以v₀=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止．g取10m/s．
（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；
（2）若碰撞时间为0.10s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；
（3）求物块在反向运动过程中小物块滑行的位移．

Answer 1

分析 （1）对物块应用动能定理可以求出动摩擦因数．
（2）对物块应用动量定理可以求出作用力大小．
（3）应用动能定理可以求出物块反向运动过程小滑块的位移．

解答 解：（1）物块从A到B过程，由动能定理得：
-μmgs_AB=$\frac{1}{2}$mv_B²-$\frac{1}{2}$mv₀²，代入数据解得：μ=0.32；
（2）以向右为正方向，物块碰撞墙壁过程，
由动量定理得：Ft=mv-mv_B，即：
F×0.10=0.5×（-6）-0.5×7，
解得：F=-65N，负号表示方向向左；
（3）物块向左运动过程，由动能定理得：
-μmgs=0-$\frac{1}{2}$mv²；
代入数据得：s=5.625m．
答：（1）物块与地面间的动摩擦因数μ为0.32；
（2）若碰撞时间为0.10s，碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F为65N；
（3）物块在反向运动过程中小物块滑行的位移大小是5.625m．

点评 本题考查了求动摩擦因数、作用力、克服摩擦力做功，分析清楚物体运动过程、应用动能定理、动量定理即可正确解题．