Question

15．一质量为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的速度反向运动直至静止．g取10m/s²．
（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；
（2）求碰撞过程中物块动能损失量△E_k；
（3）求物块在反向运动过程中摩擦力所做的功W．

Answer 1

分析 （1）对物块与墙壁碰撞前的过程，运用动能定理可以求出动摩擦因数．
（2）碰撞过程中物块动能损失量△E_k等于碰撞前后动能的减小量．
（3）对物块与墙壁碰撞后反向运动的过程，运用动能定理可以求出克服摩擦力做的功．

解答 解：（1）物块与墙壁碰撞前的过程，由动能定理得
-μmgs=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
可得 μ=0.32
（2）碰撞过程中物块动能损失量△E_k=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$
可得△E_k=3.25J
（3）物块在反向运动过程中，由动能定理得
   W=-$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$
可得 W=-9J
答：
（1）物块与地面间的动摩擦因数μ是0.32；
（2）碰撞过程中物块动能损失量△E_k是3.25J；
（3）物块在反向运动过程中摩擦力所做的功W是-9J．

点评 本题是多过程问题，要分析清楚物体运动过程，灵活选取研究的过程，应用动能定理研究．