建筑工地有一种“深坑打夯机”。工作时,电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动可将夯杆从深为h=6.4m的坑中提上来。当夯杆底端升至坑口时,夯杆被释放,最后夯杆在自身重力作
◎ 题目
建筑工地有一种“深坑打夯机”。工作时,电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动可将夯杆从深为h=6.4m的坑中提上来。当夯杆底端升至坑口时,夯杆被释放,最后夯杆在自身重力作用下,落回深坑,夯实坑底。之后,两个滚轮再次压紧,夯杆再次被提上来,如此周而复始工作。已知两个滑轮边缘的线速度v恒为4m/s,每个滚轮对夯杆的正压力F=2×104N,滚轮与夯杆间的动摩擦因素μ=0.3,夯杆质量m=1×103kg,坑深h=6.4m。假定在打夯过程中坑的深度变化不大,.取g=10m/s2,求: (1)每个打夯周期中 电动机对夯杆所做的功; (2)每个打夯周期中滑轮对夯杆间因摩擦而产生的热量; (3)打夯周期 |
◎ 答案
(1)7.2×104J(2)4.8×104J(3)4.2s |
◎ 解析
本题中主要是分析出各个过程中的受力情况,再根据牛顿第二定律求出加速度,确定运动性质求出相关物理量 (1) 夯杆上升过程中电动机带动滚轮对夯杆做功,加速上升阶段夯杆加速度 a=(2μF-mg)/m=2m/s2 位移s1=v2/2a=4m, 滚轮对夯杆做功 W1=2μFS1=4.8×104J 匀速上升阶段滚轮对夯杆的摩擦力突变为静摩擦力,夯杆的位移 S2=h-S1=2.4m 摩擦力做功 W2=mgS2=2.4×104J 所以每个打夯周期电动机对夯杆做功 W=W1+W2=7.2×104J (2)夯杆加速上升阶段滚轮与夯杆间摩擦生热,加速时间 t=v/a=2s 两物间相对位移 S相对=S轮-S杆 =v t-S1 =4m 滚轮与夯杆间摩擦生热 Q=2μFS相对 =4.8×104J ⑶夯杆离开滚轮后继续上升到最高点经历时间是t3=v/g=0.4s,上升高度h3=0.8m;接着自由下落h4=7.2m,经历时间t4=1.2s。因此打夯周期T=t1+t2+t3+t4=4.2s。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“建筑工地有一种“深坑打夯机”。工作时,电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动可将夯杆从深为h=6.4m的坑中提上来。当夯杆底端升至坑口时,夯杆被释放,最后夯杆在自身重力作…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】 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。- 最新内容
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