Question

如下图所示，质量为m＝2 kg的物体，在水平力F＝8 N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＝0.2．若F作用t₁＝6 s后撤去，撤去F后又经t₂＝2 s物体与竖直墙壁相碰，若物体与墙壁作用时间t₃＝0.1 s，碰墙后反向弹回的速度＝6 m/s，求墙壁对物体的平均作用力(g取10 m/s²)．

Answer 1

答案：
解析：

解析：解法1(程序法)： 　　选物体为研究对象，在t1时间内其受力情况如图①所示，选F的方向为正方向，根据牛顿第二定律，物体运动的加速度为． 　　撤去F时物体的速度为v1＝a1t1＝2×6 m/s＝12 m/s 　　撤去F后，物体做匀减速运动，其受力情况如图②所示，根据牛顿第二定律，其运动的加速度为． 　　物体开始碰撞时的速度为v2＝v1＋a2t2＝[12＋(－2)×2]m/s＝8 m/s． 　　再研究物体碰撞的过程，设竖直墙对物体的平均作用力为，其方向水平向左．若选水平向左为正方向，根据动量定理有． 　　解得． 　　解法2(全程考虑)：取从物体开始运动到碰撞后反向弹回的全过程应用动量定理，并取F的方向为正方向，则 　　所以 　　点评：比较上述两种方法看出，当物体所受各力的作用时间不相同且间断作用时，应用动量定理解题对全程列式较简单，这时定理中的合外力的冲量可理解为整个运动过程中各力冲量的矢量和．此题应用牛顿第二定律和运动学公式较繁琐． 　　另外有些变力作用或曲线运动的题目用牛顿定律难以解决，应用动量定理解决可化难为易．