Question

16．一质量为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处有一面墙，如图所示．物块以v₀=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，已知物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.32，物块与墙壁碰撞后反向运动经2s停止．g取10m/s²．
（1）求物块与墙壁碰撞前瞬间的速度为多少？
（2）求物块在与墙壁碰撞的过程中损失的能量E？

Answer 1

分析 （1）对A到墙壁过程分析可知，物体受摩擦力做功；由动能定理列式可求得碰撞前的瞬时速度；
（2）根据牛顿第二定律可求得加速度，再根据v=at可求得碰后的速度；对碰撞前后由能量守恒可求得损失的能量．

解答 解：（1）对A到墙壁过程，运用动能定理得：
-μmgs=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入数据解得：v=7m/s
（2）设物体反向运动的速度大小为v₁，
碰后的加速度a=μg
由v₁=μgt                         
解得 v₁=6.4 m/s                               
E=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
解得 E=2.01J                                   
答：（1）求物块与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s；
（2）求物块在与墙壁碰撞的过程中损失的能量E为2.01J．

点评 本题考查动能定理和牛顿第二定律的应用，要注意明确受力情况，注意根据题意分析，若不涉及时间优先应用动能定理求解．