铁锤质量为M,从高H的地方自由下落,打击质量为m的木桩,木桩受土层的平均阻力为F,每次打击后铁锤与木桩一起下落.每次能把木桩打入的深度为____________.

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

铁锤质量为M,从高H的地方自由下落,打击质量为m的木桩,木桩受土层的平均阻力为F,每次打击后铁锤与木桩一起下落.每次能把木桩打入的深度为____________.

◎ 答案

h=

◎ 解析

铁锤下落H过程中机械能守恒,可求出铁锤打击木桩前的瞬间速度.
铁锤与木桩碰后一起向下运动,属于完全非弹性碰撞,系统机械能明显不守恒,考虑到打击过程中系统所受重力(M+m)g一定小于土层阻力F(若不然铁锤轻放到木桩上即能压到土层中).系统竖直方向所受合外力也不为零,动量不守恒,但因为碰撞时间极短,碰撞冲力远大于合外力,可近似认为系统竖直方向上动量守恒.
下落过程中机械能守恒mgH=mv02                                             ①
碰撞时动量守恒mv0=(m+M)v1                                                  ②
铁锤与木桩一起下落过程中应用动能定理得(M+m)v12=[F-(M+m)g]h             ③
解①②③式可得
每次打入深度h=.

◎ 知识点

    专家分析,试题“铁锤质量为M,从高H的地方自由下落,打击质量为m的木桩,木桩受土层的平均阻力为F,每次打击后铁锤与木桩一起下落.每次能把木桩打入的深度为____________.…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  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。

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