Question

2．一質量為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

分析 （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�。�
（3）應用動能定理可以求出物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W．

解答 解：（1）物塊從A到B過程，由動能定理得：
-μmgs_AB=$\frac{1}{2}$mv_B²-$\frac{1}{2}$mv₀²，代入數據解得：μ=0.32；
（2）以向右為正方向，物塊碰撞墻壁過程，
由動量定理得：Ft=mv-mv_B，即：
F×0.05=0.5×（-6）-0.5×7，
解得：F=-130N，負號表示方向向左；
（3）物塊向左運動過程，由動能定理得：
-W=0-$\frac{1}{2}$mv²；
代入數據得：s=9 J．
答：（1）物塊與地面間的動摩擦因數μ為0.32；
（2）若碰撞時間為0.10s，碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小為130N；
（3）物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功是9J．

點評 本題考查了求動摩擦因數、作用力、克服摩擦力做功，分析清楚物體運動過程、應用動能定理、動量定理即可正確解題．