题目内容
11．
如图所示，质量为m=2kg的物体，在水平力F=16N的作用下，由静止开始沿水平面向右运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2．若F作用t1=2s后撤去，撤去F后又经t2=2s物体与竖直墙壁相碰，若物体与墙壁作用时间t3=0.1s，碰撞后反向弹回的速度v′=6m/s，（g取10m/s2）．求：（1）物体开始碰撞墙时的速度大小；
（2）墙壁对物体的平均作用力；
（3）物体由静止开始运动到碰撞后反向弹回的速度v′=6m/s的过程中合外力的冲量．
分析 研究物体与墙壁碰撞之前的过程，水平方向受到水平力F和滑动摩擦力，根据动量定理求出物体与墙壁碰撞前的速度．再以物体与墙壁碰撞过程研究，由动量定理求解墙壁对物体的平均作用力．
解答 解：（1）物体由开始运动到要开始碰撞的过程用动量定理，取F方向为正：
Ft1-μmg（t1+t2）=mv1
代入数据解得：v1=8m/s
（2）取从物体开始运动到碰撞后反向弹回的全过程用动量定理，取F方向为正，则有：
$F{t}_{1}-μmg（{t}_{1}+{t}_{2}）-\overline{F}{t}_{3}$=-mv′
代入数据整理解得：$\overline{F}$=280N
（3）取从物体开始运动到碰撞后反向弹回的过程，取F向为正方向，由动量定理有：
I=mv′=12Ns
方向与F的方向相反．
答：（1）物体开始碰撞墙时的速度大小为8m/s
（2）墙壁对物体的平均作用力280N
（3）物体由静止开始运动到碰撞后反向弹回的速度v′=6m/s的过程中合外力的冲量为-12Ns
点评 本题是多过程问题，要灵活选择研究的过程，分析各过程物体的受力情况．涉及力在时间上积累效应优先考虑动量定理．
练习册系列答案
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16．
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