如图,质量为m=1kg的木桩竖直*在沙中,质量为M=4kg的铁锤从木桩的正上方离木桩上端H=5m高处自由落下,...
问题详情:
如图,质量为m=1kg的木桩竖直*在沙中,质量为M=4kg的铁锤从木桩的正上方离木桩上端H=5m高处自由落下,铁锤击中木桩后不反*,在极短时间内两者达到共同速度一起竖直向下运动,经时间t=0.1s停下.(不计空气阻力和碰撞时间,g取10m/s2)求:
①铁锤和木桩的共同速度大小;
②木桩受到沙的平均作用力大小.
【回答】
解:①铁锤下落过程,机械能守恒,由机械能守恒定律:
,
打入数据得:v1=10m/s,m/s,
铁锤与木桩相撞过程动量守恒,以铁锤的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
Mv1=(M+m)v2,
代入数据得:v2=8m/s;
②铁锤和木桩一起向下运动,由动量定理:
(F﹣Mg﹣mg)t=(M+m)v2,
代入数据得:F=450N;
答:①铁锤和木桩的共同速度大小为8m/s;
②木桩受到沙的平均作用力大小为450N.
知识点:专题五 动量与能量
题型:综合题