Question

2．一质量为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=8m/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5m/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

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克服摩擦力所做的功．

解答 解：（1）由动能定理，有-μmgs=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$
代入数据可得：μ=0.15
（2）由动量定理，有F△t=mv′-mv
可得F=120 N
（3）物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功等于物体动能的减小量，则：W=$\frac{1}{2}$mv′²=6.25J
答：（1）求物块与地面间的动摩擦因数是0.15；
（2）若碰撞时间为0.05s，碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小是120N；
（3）物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功是5.25J．

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．