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如图7-1所示,质量为m=2kg的物体,在水平力F=8N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为0.2,若F作用时间t1=6s后撤去,撤去F后又经t2=2s物
更新时间: 2025-08-29 12:19:27
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问题描述:

如图7-1所示,质量为m=2kg的物体,在水平力F=8N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为0.2,若F作用时间t1=6s后撤去,撤去F后又经t2=2s物体与竖直墙壁相撞,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)

齐世举回答:
  思路点拨:本题可以将物体的运动分为三个阶段:在力F的作用下、撤去力F和碰撞过程.分别用牛顿第二定律即可求解,也可根据动量定理研究全过程进行求解.   答案:解法一(程序法):选物体为研究对象,在t1时间内其受力如图(a)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a1=m/s2=2m/s2撤去F时物体的速度为:v1=a1t1=12m/s,撤去F后,物体做匀减速运动,其受力情况如图(b)所示,根据牛顿第二定律,其运动的加速度为a2==-μg=-2m/s2,物体开始碰墙前时的速度为v2=v1+a2t2=12m/s+(-2)×2m/s=8m/s      图(a) 图(b)   图7-1   再研究物体碰墙的过程,设竖直墙对物体的平均作用力为F,其方向水平向左.若选水平向左为正方向,根据动量定理有:   =mv-m(-v2)解得:==N=280N.   解法二:(全程考虑)取从物体开始到撞墙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   Ft1-μmg(t1+t2)-=-mv   所以==280N
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