Question

【题目】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/s2 ．

（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；
（2）若碰撞时间为0.05s，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克服摩擦力所做的功W．

Answer 1

【答案】
（1）

解：物块从A到B过程，由动能定理得：

﹣μmgsAB= mvB2﹣ mv02，代入数据解得：μ=0.32

（2）

解：以向右为正方向，物块碰撞墙壁过程，

由动量定理得：Ft=mv﹣mvB，即：

F×0.05=0.5×（﹣6）﹣0.5×7，

解得：F=﹣130N，负号表示方向向左

（3）

解：物块向左运动过程，由动能定理得：

W=0﹣ mv2=﹣ ×0.5×62=﹣9J；

所以克服摩擦力做功为9J

【解析】（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克服摩擦力做的功．
【考点精析】关于本题考查的动能定理的综合应用和动量定理，需要了解应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷；动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统.对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量；动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力.对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值才能得出正确答案．