题目内容
【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.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.
【答案】
(1)解:对A到墙壁过程,运用动能定理得:
,
代入数据解得:μ=0.32.
答:物块与地面间的动摩擦因数为0.32.
(2)解:规定向左为正方向,对碰墙的过程运用动量定理得:F△t=mv′﹣mv,
代入数据解得:F=130N.
答:碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小为130N.
【解析】(1)对物块从A点到与墙碰撞前过程运用动能定理,求出物块与地面间的动摩擦因数.(2)对碰撞的过程,运用动量定理,求出碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F.
【考点精析】解答此题的关键在于理解动能定理的综合应用的相关知识,掌握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,以及对动量定理的理解,了解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.
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