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用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比。在铁锤击第一次时,能把铁钉击入木块内1cm。问击第二次时,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等

网友投稿  2022-10-30 00:00:00  互联网

◎ 题目

用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比。在铁锤击第一次时,能把铁钉击入木块内1 cm。问击第二次时,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等)

◎ 答案

0.41m

◎ 解析

考查对功概念的理解能力及理论联系实际抽象建立模型的能力。B级要求。
错解分析:(1)不能据阻力与深度成正比这一特点,将变力求功转化为求平均阻力的功,进行等效替代。(2)不能类比迁移,采用类似据匀变速直线速度-时间图象
求位移的方式,根据F-x图象求功。
解题方法与技巧:解法一:(平均力法)
铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功,但摩擦阻力不是恒力,其大小与深度成正比,比例系数为K。
第一次击入深度为x1,平均阻力=kx1,做功为W1=x1=kx12。
第二次击入深度为x1到x2,平均阻力=k(x2+x1),位移为x2-x1,做功为W2=(x2-x1)= k(x22-x12)。
两次做功相等:W1=W2。
解后有:x2=x1="1.41" cm,
Δx="x2-x1=0.41" cm。
解法二:(图象法)

因为阻力F=kx,以F为纵坐标,F方向上的位移x为横坐标,作出F-x图象(图4-4)。曲线上面积的值等于F对铁钉做的功。
由于两次做功相等,故有:
S1=S2(面积),即:
 kx12=k(x2+x1)(x2-x1),
所以Δx="x2-x1=0.41" cm

◎ 知识点

    专家分析,试题“用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比。在铁锤击第一次时,能把铁钉击入木块内1cm。问击第二次时,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等…”主要考查了你对  【功】,【功率】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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