Question

18．如圖一質量為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．求木樁向下運動時受到地面的平均阻力大�。�（鐵錘的橫截面小于木樁的橫截面）

Answer 1

分析 由自由落體運動規(guī)律求出重錘與木樁接觸時的速度．重錘打擊木樁的過程系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律求出它們的共同速度，然后由動量定理求出平均作用力．

解答 解：M下落的過程，由自由落體運動的規(guī)律有，重錘打擊木樁前的瞬間速度為：
v=$\sqrt{2gh}$=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
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：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．