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在农村人们盖房打地基叫打夯,夯锤的结构如图所示,打夯共有5人,四个人分别握住夯锤的一个把手,一个人负责喊号,喊号人一声号子,四个人同时向上用力将夯锤提起,号音一落四人同
题目详情
在农村人们盖房打地基叫打夯,夯锤的结构如图所示,打夯共有5人,四个人分别握住夯锤的一个把手,一个人负责喊号,喊号人一声号子,四个人同时向上用力将夯锤提起,号音一落四人同时松手,夯锤落至地面将地基砸实.某次打夯时,设夯锤的质量为80kg,将夯锤提起时,每个人都对夯锤施加竖直向上的力,大小均为250N,力的持续时间为0.6s,然后松手.夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕.求:
(1)四个人每次对夯锤所做的总功W?
(2)夯锤能够上升的最大高度?
(3)夯锤落地时对地面的平均作用力为多大?(g=10m/s2)
(1)四个人每次对夯锤所做的总功W?
(2)夯锤能够上升的最大高度?
(3)夯锤落地时对地面的平均作用力为多大?(g=10m/s2)
▼优质解答
答案和解析
解(1)对夯锤,由牛顿第二定律得:
4F-mg=ma ①
v=at ②
解得:v=1.5m/s
h1=
at2=0.45m
根据动能定理得,W-mgh1=
mv2
解得:W=mgh1+
mv2=450J.
答:四个人每次对夯锤所做的总功W为450J.
(2)夯锤先做匀加速直线运动再做竖直上抛运动:
匀加速:h1=
at2=0.45m ③
竖直上抛:h2=
=0.1125m ④
∴上升的最大高度:H=h1+h2=0.5625m
答:夯锤能够上升的最大高度为0.5625m.
(3)对夯锤由动能定理得:
mg(H+d)-F′d=0-0 ⑤
解得:F′=2.33×104N
答:夯锤落地时对地面的平均作用力为2.33×104N.
4F-mg=ma ①
v=at ②
解得:v=1.5m/s
h1=
1 |
2 |
根据动能定理得,W-mgh1=
1 |
2 |
解得:W=mgh1+
1 |
2 |
答:四个人每次对夯锤所做的总功W为450J.
(2)夯锤先做匀加速直线运动再做竖直上抛运动:
匀加速:h1=
1 |
2 |
竖直上抛:h2=
v2 |
2g |
∴上升的最大高度:H=h1+h2=0.5625m
答:夯锤能够上升的最大高度为0.5625m.
(3)对夯锤由动能定理得:
mg(H+d)-F′d=0-0 ⑤
解得:F′=2.33×104N
答:夯锤落地时对地面的平均作用力为2.33×104N.
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