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在建筑工地上,我们常常看到工人用重锤将柱桩打入地下的情景。对此,我们可以建立这样一个力学模型:重锤的质量为m,从距桩顶高H处自由下落,柱桩的质量为M,重锤打击柱桩后不

网友投稿  2022-11-10 00:00:00  零零社区

◎ 题目

在建筑工地上,我们常常看到工人用重锤将柱桩打入地下的情景。对此,我们可以建立这样一个力学模型:重锤的质量为m,从距桩顶高H处自由下落,柱桩的质量为M,重锤打击柱桩后不反弹且打击时间极短。柱桩受到地面的阻力恒为f,空气阻力忽略不计。利用这一模型,计算重锤一次打击柱桩时桩进入地下的深度h。
一位同学这样解:
设柱桩进入地面的深度为h,对全程运用动能定理,得:

可解得:h=……
你认为该同学的解法是否正确?如果正确,请求出结果;如果不正确,请说明理由,并列式求出正确的结果。

◎ 答案

解:不正确
因为在重锤与柱桩碰撞过程中系统机械能有损失(或碰撞过程中重锤与柱桩之间的弹力做的总功不为零)
正确解答如下:
设重锤打击柱桩时的速度为v0,根据机械能守恒定律,有
,得  
重锤打击柱桩后共速,设为v,根据动量守恒定律,有
mv0=(M+m)v,  
之后,重锤与柱桩一起向下运动直至静止,设柱桩进入地面的深度为h,根据动能定理,有
   
联立求得   

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“在建筑工地上,我们常常看到工人用重锤将柱桩打入地下的情景。对此,我们可以建立这样一个力学模型:重锤的质量为m,从距桩顶高H处自由下落,柱桩的质量为M,重锤打击柱桩后不…”主要考查了你对  【动能定理】,【机械能守恒定律】,【动量守恒定律的应用】  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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