【題目】動(dòng)能定理描述了力對(duì)物體作用在空間上累積的效果，動(dòng)量定理則描述了力對(duì)物體作用在時(shí)間上累積的效果，二者是力學(xué)中的重要規(guī)律。

（1）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體，初速度為v0，在水平合外力F（恒力）的作用下，運(yùn)動(dòng)一段距離x后，速度變?yōu)?/span>vt。請(qǐng)根據(jù)上述情境，利用牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)能定理，并寫(xiě)出動(dòng)能定理表達(dá)式中等號(hào)兩邊物理量的物理意義。

（2）在一些公共場(chǎng)合有時(shí)可以看到，“氣功師”平躺在水平地面上，其腹部上平放著一塊大石板，有人用鐵錘猛擊大石板，石板裂開(kāi)而人沒(méi)有受傷。現(xiàn)用下述模型分析探究。

若大石板質(zhì)量為M=80kg，鐵錘質(zhì)量為m=5kg。鐵錘從h1=1.8m高處由靜止落下，打在石板上反彈，當(dāng)反彈達(dá)到最大高度h2=0.05m時(shí)被拿開(kāi)。鐵錘與石板的作用時(shí)間約為t1=0.01s。由于緩沖，石板與“氣功師”腹部的作用時(shí)間較長(zhǎng)，約為t2=0.5s，取重力加速度g=10m/s2。請(qǐng)利用動(dòng)量定理分析說(shuō)明石板裂開(kāi)而人沒(méi)有受傷的原因。

【答案】見(jiàn)解析

【解析】（1）根據(jù)牛頓第二定律F=ma

運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律 vt2-v02=2ax

解得合外力做功 即動(dòng)能定理；

W=Fx表示物體所受合外力對(duì)物體所做的功，表示該過(guò)程中物體動(dòng)能的變化。

（2）鐵錘打擊石板時(shí)的速度 ，解得v1=6m/s

鐵錘反彈時(shí)的速度，解得v2=1m/s

在鐵錘與石板的碰撞過(guò)程中，取豎直向上為正方向，對(duì)鐵錘，由動(dòng)量定理：

(F1-mg)t1=mv2-(-mv1)

解得

對(duì)石板，由動(dòng)量定理(F2-Mg)t2-F1t1=0

解得

在鐵錘與石板的碰撞過(guò)程中，鐵錘對(duì)石板的作用力較大，超過(guò)了石板承受的限度，因而石板裂開(kāi)。在作用前后，石板對(duì)人的作用力較小，其變化也較小，沒(méi)有超過(guò)人能承受的限度，因而沒(méi)有受傷。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】A球由高樓頂自由下落，當(dāng)它下落高度為5m時(shí)，B球在樓頂下方離樓頂15m處自由下落，兩球同時(shí)落地．求：（取 g=10m/s2）

（1）B球開(kāi)始下落時(shí)A球的速度．

（2）樓頂距地面的高度．

（3）B球落到地面的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕質(zhì)彈簧上端固定在框架上，下端拴一質(zhì)量為m的小球，將小球向下拉動(dòng)一段距離后釋放，在小球向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，框架恰好沒(méi)有跳起。則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 框架、彈簧、小球構(gòu)成的系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)

B. 當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球速度最大

C. 只有彈力和重力做功，小球機(jī)械能守恒

D. 小球的加速度大小為 的瞬間，框架對(duì)地面壓力為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，右側(cè)有一個(gè)以點(diǎn)（3L，0）為中心、邊長(zhǎng)為2L的正方形區(qū)域，其邊界ab與x軸平行，正方形區(qū)域與x軸的交點(diǎn)分別為M、N．在該正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為e的電子，從y軸上的A點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng)，飛出電場(chǎng)后從M點(diǎn)以與x軸夾角為30°的方向進(jìn)入正方形區(qū)域，并恰好從d點(diǎn)射出．

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大��；

（2）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的大��；

（3）若當(dāng)電子到達(dá)M點(diǎn)時(shí)，在正方形區(qū)域換加如圖乙所示周期性變化的磁場(chǎng)（以垂直于紙面向外為磁場(chǎng)正方向），最后電子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從N點(diǎn)飛出，求正方形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B0大小的表達(dá)式、磁場(chǎng)變化周期T與B0的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線(xiàn)所示．下列表述正確的是(　　)

A. M帶負(fù)電，N帶正電

B. M的速率小于N的速率

C. 洛倫茲力對(duì)M、N做正功

D. M的運(yùn)行時(shí)間等于N的運(yùn)行時(shí)間

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某課外活動(dòng)小組將鋅片和銅片插入一個(gè)西紅柿中，用電壓表測(cè)量到銅片與鋅片間電壓為0.30V，然后又將這樣的西紅柿電池10個(gè)串聯(lián)成電池組（n個(gè)相同電池串聯(lián)時(shí)，總電動(dòng)勢(shì)為nE，內(nèi)電阻為nr），與一個(gè)額定電壓為1.5V、額定功率為1W的小燈泡相連接，小燈泡不發(fā)光，量得小燈泡兩端的電壓為0.30V，對(duì)此現(xiàn)象的解說(shuō)正確的是（ ）

A．西紅柿電池組的內(nèi)阻太大

B．西紅柿電池組的電動(dòng)勢(shì)小于小燈泡的額定電壓

C．西紅柿電池組在供電時(shí)電流太小

D．西紅柿電池組的電動(dòng)勢(shì)大于小燈泡的額定電壓，小燈泡已燒毀

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，直線(xiàn)A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線(xiàn)，直線(xiàn)B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn)，若這兩個(gè)電阻分別接到這個(gè)電源上，則（ ）

A. R1接在電源上時(shí)，電源的效率高

B. R2接在電源上時(shí)，電源的效率高

C. R1接在電源上時(shí)，電源的輸出功率大

D. 電源的輸出功率一樣大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一輕彈簧的一端固定在傾角為的固定光滑斜面的底部，另一端和質(zhì)量為m的小物塊a相連，如圖所示質(zhì)量為的小物塊b緊靠a靜止在斜面上，此時(shí)彈簧的壓縮量為，從t=0時(shí)開(kāi)始，對(duì)b施加沿斜面向上的外力，使b始終做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，物塊a、b分離；再經(jīng)過(guò)同樣長(zhǎng)的時(shí)間，b距其出發(fā)點(diǎn)的距離恰好也為，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為，求

(1)彈簧的勁度系數(shù)；

(2)物塊b加速度的大��；

(3)在物塊a、b分離前，外力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線(xiàn)圈，原、副線(xiàn)圈都只取該線(xiàn)圈的某部分，一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線(xiàn)圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線(xiàn)圈總匝數(shù)為1900匝；原線(xiàn)圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kW。設(shè)此時(shí)原線(xiàn)圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為：

A. 240V和5.3A

B. 240V和9.1A

C. 380V和5.3A

D. 380V和9.1A

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