Question

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，求墙壁对物体的平均作用力．（g取10m/s²）

Answer 1

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：对于物体与墙壁碰撞之前的过程，设物体与墙壁碰撞前的速度为v．由动量定理得
     Ft₁-μmg（t₁+t₂）=mv-0   代入解得v=8m/s
   对于物体与墙壁碰撞过程，由动量定理得
-ft₃=-mv′-mv
得到墙壁对物体的平均作用力f=280N．
答：墙壁对物体的平均作用力f=280N．

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．