Question

5．如圖一質(zhì)量為M=2kg的鐵錘，在距樁面h=3.2m處從靜止開始沿豎直軌道自由落下，打在一個質(zhì)量為m=6kg的木樁上，隨即與木樁一起向下運動，經(jīng)時間t=0.1s停止運動．求：
（1）鐵錘打擊到木樁上后一起向下運動的速度
（2）木樁向下運動時受到地面的平均阻力大小．（鐵錘的橫截面小于木樁的橫截面）

Answer 1

分析 （1）由自由落體運動的公式求出鐵錘到達木樁時的速度，然后由動量守恒定律即可求出共同速度；
（2）由動量定理即可求出木樁向下運動時受到地面的平均阻力大�。�

解答 解：（1）鐵錘M下落的過程，由自由落體運動的規(guī)律有，鐵錘打擊木樁前的瞬間速度為：
v=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×3.2}$=8m/s
M、m碰撞，取向下為正方向，由動量守恒定律有：
Mv=（M+m）v′
代入數(shù)據(jù)得：v′=2m/s
（2）木樁向下運動，由動量定理（規(guī)定向下為正方向）得：
[（M+m）g-f]△t=0-（M+m）v′
解得，木樁向下運動時受到地面的平均阻力大小為：f=240N
答：（1）鐵錘打擊到木樁上后一起向下運動的速度是2m/s；
（2）木樁向下運動時受到地面的平均阻力大小是240N．

點評 本題分析清楚物體運動過程是正確解題的前提與關(guān)鍵，知道涉及力在時間上積累效果往往根據(jù)動量定理研究作用力．