如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡易模型.質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動,上升一段高度后撤去F,到最高點(diǎn)后自由下落,撞擊釘子,將釘子打入一定深度.物體上升過程中,機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示.不計(jì)所有摩擦,g取10m/s2.求:
(1)物體上升1m后再經(jīng)多長時(shí)間才撞擊釘子(結(jié)果可保留根號);
(2)物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率.
分析:(1)動能與勢能之和是物體的機(jī)械能,由圖2所示圖象可以求出物體上升1m時(shí)物體的速度,撤去拉力后物體做勻減速直線運(yùn)動,由勻變速運(yùn)動的速度公式可以求出撞擊釘子所需時(shí)間.
(2)求出高度為0.25m時(shí)物體的速度及拉力大小,然后由P=Fv可以求出拉力的功率.
解答:解:(1)由圖象可知,物體上升到h1=1m時(shí)物體的機(jī)械能:
mgh1+
1
2
mv12=12J,解得v1=2m/s;
撤去拉力后,物體做勻減速直線運(yùn)動,
-h1=v1t-
1
2
gt2,解得t=
6
+1
5
s;
(2)由功能關(guān)系可得:F△h=△E,
物體上升h1=1m時(shí),△E=12J,則拉力F=12N;
由牛頓第二定律可得:F-mg=ma,
由勻變速運(yùn)動的速度位移公式可得:
v22-0=2ah2,h2=0.25m,
此時(shí)拉力的瞬時(shí)功率P=Fv2
解得P=12W;
答:(1)物體上升1m后再經(jīng)
6
+1
5
s才撞擊釘子;
(2)物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率為12W.
點(diǎn)評:物體動能與勢能之和是物體的機(jī)械能,分析清楚圖象,應(yīng)用牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式、功率公式等知識即可正確解題.
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(1)物體上升到1m高度處的速度;
(2)物體上升1m后再經(jīng)多長時(shí)間才撞擊釘子(結(jié)果可保留根號);
(3)物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率.

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精英家教網(wǎng)如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡易模型.質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動,上升一段高度后撤去F,到最高點(diǎn)后自由下落,撞擊釘子,將釘子打入一定深度.物體上升過程中,機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示.不計(jì)所有摩擦,g取10m/s2.( 。
A、拉力F的大小為12NB、物體上升1.0m處的速度為2m/sC、撤去F后物體上升時(shí)間為0.1sD、物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率12W

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⑴物體上升到1m高度處的速度;
⑵物體上升1 m后再經(jīng)多長時(shí)間才撞擊釘子(結(jié)果可保留根號);
⑶物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率。

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(14分)如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡易模型。質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動,上升一段高度后撤去F,到最高點(diǎn)后自由下落,撞擊釘子,將釘子打入一定深度。物體上升過程中,機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。不計(jì)所有摩擦,g取10m/s2。求:

(1)物體上升到1m高度處的速度;

(2)物體上升1 m后再經(jīng)多長時(shí)間才撞擊釘子(結(jié)果可保留根號);

(3)物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率。

 

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