如圖所示是建筑工地上常用的一種“深穴打夯機(jī)”,電動機(jī)帶動兩個滾輪勻速轉(zhuǎn)動將夯桿從深坑提上來,當(dāng)夯桿底端剛到達(dá)坑口時,兩個滾輪彼此分開,將夯桿釋放,夯桿在自身重力作用下,落回深坑,夯實坑底,夯桿不反彈,設(shè)夯桿與坑底的接觸時間為t=1.0s,然后兩個滾輪再次壓緊,將夯桿提上來,如此周而復(fù)始.已知兩個滾輪邊緣的線速度恒為v=4.0m/s,每個滾輪對夯桿的正壓力均為F=2.0×104N,滾輪與夯桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.30,夯桿質(zhì)量m=1.0×103kg,坑深h=6.4m.假定在打夯的過程中坑的深度不變,g=10m/s2,求:
(1)從夯桿開始向上運(yùn)動到剛開始勻速運(yùn)動,夯桿上升的高度H是多少?
(2)每個打夯周期(從夯桿剛離開坑底到下一次夯桿剛離開坑底的時間)中,電動機(jī)對夯桿做的功W;
(3)打夯周期T.
(1)對夯桿由牛頓第二定律得:
2μF-mg=ma,解得:a=2m/s2
當(dāng)夯桿速度增加到4m/s時,
夯桿上升的高度為:H=
v2
2a

解得:H=4m;
(2)電動機(jī)對夯桿所做的功等于夯桿增加的機(jī)械能,
W=EP+EK=mgh+
1
2
mv2=1.0×103×10×6.4+
1
2
×1.0×103×42=7.2×104J;
(3)夯桿從開始運(yùn)動到落回原處共經(jīng)歷四個運(yùn)動過程:
向上勻加速運(yùn)動、向上勻速運(yùn)動、向上豎直上拋運(yùn)動,向下自由落體運(yùn)動.
勻加速運(yùn)動的時間t1=
v
a
=
4m/s
2m/s2
=2s,
勻速運(yùn)動的時間t2=
h-H
v
=
6.4m-4m
4m/s
=0.6s,
豎直上拋上升過程的運(yùn)動時間t3=
v
g
=
4m/s
10m/s2
=0.4s,
豎直上拋的位移h′=
v2
2g
=
42
2×10
=0.8m,
自由落體運(yùn)動:h+h′=
1
2
gt42,
t4=
2(h+h′)
g
=
2×(6.4+0.8)
10
=1.2s,
打夯周期T=t1+t2+t3+t4=4.2s;
答:(1)從夯桿開始向上運(yùn)動到剛開始勻速運(yùn)動,夯桿上升的高度H是4m.
(2)每個打夯周期中,電動機(jī)對夯桿做的功為7.2×104J.
(3)打夯周期為4.2s.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

質(zhì)量m=20kg的物體.在水平恒力F的作用下,沿水平面做直線運(yùn)動.已知物體開始向右運(yùn)動,物體的v-t圖象如圖所示.g取10m/s2
(1)畫出物體在0~4s內(nèi)的兩個運(yùn)動過程的受力示意圖;
(2)求出這兩過程物體運(yùn)動的加速度和方向;
(3)求出水平恒力F的大小和方向;
(4)求出物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為50kg的乘客乘坐電梯從一層到四層,電梯自一層啟動向上做勻加速運(yùn)動,加速度的大小是1m/s2,則電梯啟動時地板對乘客的支持力為(g取10m/s2)( 。
A.600NB.550NC.500ND.450N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,鐵塊質(zhì)量m=1.2kg(長度不計),它以速度v0=2.0m/s水平地滑上一輛靜止的平板小車,已知小車質(zhì)量M=0.4kg,鐵塊與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,小車所受地面阻力是車對地面壓力大小的0.1倍,鐵塊恰好沒有滑離小車,g取10m/s2,求:
(1)鐵塊剛好相對小車靜止時小車的速度;
(2)小車長度;
(3)鐵塊運(yùn)動過程的總位移大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖甲是2012年我國運(yùn)動員在倫敦奧運(yùn)會上蹦床比賽中的一個情景.設(shè)這位蹦床運(yùn)動員僅在豎直方向上運(yùn)動,運(yùn)動員的腳在接觸蹦床過程中,蹦床對運(yùn)動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律通過傳感器用計算機(jī)繪制出來,如圖乙所示.取g=10m/s2,根據(jù)F-t圖象求:

(1)運(yùn)動員的質(zhì)量;
(2)運(yùn)動員在運(yùn)動過程中的最大加速度;
(3)在不計空氣阻力情況下,運(yùn)動員重心離開蹦床上升的最大高度.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,電梯與水平地面成?角,一人靜止站在電梯水平梯板上,電梯以勻加速度a啟動過程中,水平梯板對人的支持力和摩擦力分別為N和f.若電梯啟動加速度減小為
a
2
,則下面結(jié)論正確的是( 。
A.水平梯板對人的支持力變?yōu)?span mathtag="math" >
N
2
B.水平梯板對人的摩擦力變?yōu)?span mathtag="math" >
f
2
C.電梯加速啟動過程中,人處于失重狀態(tài)
D.水平梯板對人的摩擦力和支持力之比為
f
N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

在游樂場中,有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”.參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上,由電動機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40m高處,然后由靜止釋放.為研究方便,可以認(rèn)為座椅沿軌道做自由落體運(yùn)動1.2s后,開始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動,且下落到離地面4m高處時速度剛好減小到零.然后再讓座椅以相當(dāng)緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落,將游客送回地面.(取g=10m/s2
求:(1)座椅在自由下落結(jié)束時刻的速度是多大?
(2)座椅在勻減速階段的時間是多少?
(3)在勻減速階段,座椅對游客的作用力大小是游客體重的多少倍?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,物體A、B疊放在粗糙斜面上由靜止開始自由釋放,當(dāng)A、B相對靜止一起沿斜面勻加速下滑時,關(guān)于物體A受到的力,下列說法中正確的是( 。
A.物體A只受重力、支持力
B.物體A受重力、支持力和靜摩擦力
C.物體A受到沿斜面向上的滑動摩擦力
D.物體A受到沿斜面向下的靜摩擦力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

近日中國氣象局舉行新聞發(fā)布會稱:2013年以來,中國平均霧霾天數(shù)為52年來最多,由于霧霾天氣能見度低,容易造成汽車追尾事故,假設(shè)一條高速公路上,前方車輛因故障突然停車,后車以某一速度勻速行駛,由于霧霾天氣能見度低,當(dāng)后車距離前方故障車115m時,司機(jī)才能看見,已知從發(fā)現(xiàn)故障車,經(jīng)操縱剎車,到汽車開始減速所經(jīng)歷的時間(即反應(yīng)時間)t=0.50s,剎車時汽車受到阻力的大小F為汽車重力的0.45倍,為保證安全,后車勻速行駛時的最高速度不得超過多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案