Question

如下圖所示，質(zhì)量為m＝2 kg的物體，在水平力F＝8 N的作用下，由靜止開始沿水平面向右運(yùn)動(dòng)．已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.2．若F作用t₁＝6 s后撤去，撤去F后又經(jīng)t₂＝2 s物體與豎直墻壁相碰，若物體與墻壁作用時(shí)間t₃＝0.1 s，碰墻后反向彈回的速度＝6 m/s，求墻壁對(duì)物體的平均作用力(g取10 m/s²)．

Answer 1

答案：
解析：

解析：解法1(程序法)： 　　選物體為研究對(duì)象，在t1時(shí)間內(nèi)其受力情況如圖①所示，選F的方向?yàn)檎�方向，根�?jù)牛頓第二定律，物體運(yùn)動(dòng)的加速度為． 　　撤去F時(shí)物體的速度為v1＝a1t1＝2×6 m/s＝12 m/s 　　撤去F后，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，其受力情況如圖②所示，根據(jù)牛頓第二定律，其運(yùn)動(dòng)的加速度為． 　　物體開始碰撞時(shí)的速度為v2＝v1＋a2t2＝[12＋(－2)×2]m/s＝8 m/s． 　　再研究物體碰撞的過程，設(shè)豎直墻對(duì)物體的平均作用力為，其方向水平向左．若選水平向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理有． 　　解得． 　　解法2(全程考慮)：取從物體開始運(yùn)動(dòng)到碰撞后反向彈回的全過程應(yīng)用動(dòng)量定理，并取F的方向?yàn)檎�方向，則 　　所以 　　點(diǎn)評(píng)：比較上述兩種方法看出，當(dāng)物體所受各力的作用時(shí)間不相同且間斷作用時(shí)，應(yīng)用動(dòng)量定理解題對(duì)全程列式較簡(jiǎn)單，這時(shí)定理中的合外力的沖量可理解為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中各力沖量的矢量和．此題應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式較繁瑣． 　　另外有些變力作用或曲線運(yùn)動(dòng)的題目用牛頓定律難以解決，應(yīng)用動(dòng)量定理解決可化難為易．