Question

20．質(zhì)量是40kg的鐵錘從5m高處落下，打在水泥樁上，與水泥樁撞擊的時(shí)間是0.05s．重力加速度g=10m/s²（不計(jì)空氣阻力）
（1）撞擊水泥樁前鐵錘的速度為多少？
（2）撞擊時(shí)，樁對(duì)鐵錘的平均沖擊力的大小是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)機(jī)械能守恒求出撞擊水泥樁前鐵錘的速度大小．
（2）根據(jù)動(dòng)量定理求出樁對(duì)鐵錘的平均沖擊力的大�。�

解答 解：（1）撞擊前，鐵錘只受重力作用，機(jī)械能守恒，
有：$\frac{1}{2}m{v}^{2}=mgh$，
可以求出撞擊水泥樁前鐵錘的速度v=$\sqrt{2gh}=\sqrt{2×10×5}$m/s=10m/s．
（2）設(shè)樁對(duì)鐵錘的沖擊力大小為F，取豎直向下為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理，有
（mg-F）△t=0-mv，
代入數(shù)據(jù)解得F=8400N．
答：（1）撞擊水泥樁前鐵錘的速度為10m/s；
（2）撞擊時(shí)，樁對(duì)鐵錘的平均沖擊力的大小是8400N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了機(jī)械能守恒、動(dòng)量定理的基本運(yùn)用，知道合力的沖量等于動(dòng)量的變化量，注意公式的矢量性．