如圖,質量為m=1kg的木樁豎直*在沙中,質量為M=4kg的鐵錘從木樁的正上方離木樁上端H=5m高處自由落下,...
問題詳情:
如圖,質量為m=1kg的木樁豎直*在沙中,質量為M=4kg的鐵錘從木樁的正上方離木樁上端H=5m高處自由落下,鐵錘擊中木樁後不反*,在極短時間內兩者達到共同速度一起豎直向下運動,經時間t=0.1s停下.(不計空氣阻力和碰撞時間,g取10m/s2)求:
①鐵錘和木樁的共同速度大小;
②木樁受到沙的平均作用力大小.
【回答】
解:①鐵錘下落過程,機械能守恆,由機械能守恆定律:
,
打入資料得:v1=10m/s,m/s,
鐵錘與木樁相撞過程動量守恆,以鐵錘的初速度方向為正方向,由動量守恆定律得:
Mv1=(M+m)v2,
代入資料得:v2=8m/s;
②鐵錘和木樁一起向下運動,由動量定理:
(F﹣Mg﹣mg)t=(M+m)v2,
代入資料得:F=450N;
答:①鐵錘和木樁的共同速度大小為8m/s;
②木樁受到沙的平均作用力大小為450N.
知識點:專題五 動量與能量
題型:綜合題
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