把打桩机的重锤从离桩顶端2.0m高处自由下落,打到桩上,锤与桩的作用时间极短,作用后锤不弹起而与桩一起运动,桩被打入土中20cm深停止。如果桩受到地面的阻力大小跟它进入

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◎ 题目


把打桩机的重锤从离桩顶端2.0m高处自由下落,打到桩上,锤与桩的作用时间极短,作用后锤不弹起而与桩一起运动,桩被打入土中20cm深停止。如果桩受到地面的阻力大小跟它进入土中的深度成正比,并且桩受到土的阻力比桩和锤的重力要大得多。那么再把重锤升到原高度自由落下,这次打击能把桩再打入土中多深?

◎ 答案


9cm

◎ 解析


设桩受到土的阻力f=k·s(式中k为比例常数,s为桩进入土中的深度),则第一次打桩前s0=0,第一次打击后s1=20cm,设第二次打击后桩进入土中的深度为s2,则第一次打桩过程桩受到的平均阻力为, 第二次打桩过程桩受到的平均阻力为
设重锤质量为M、桩的质量为m,第一次锤落到桩上时刻的速度为v0, 可知v0=h=2.0m),与桩发生相互作用后的共同速度为v1=, 锤和桩的共同初动能
Ek1=
同理,第二次碰撞后的共同初动能
Ek2=
由于s1=0.1h,因此Ek2=1.1 Ek1
根据动能定理,,
解出 s2=所以,第二次打入的深度为s2- s1=9cm。

◎ 知识点

    专家分析,试题“把打桩机的重锤从离桩顶端2.0m高处自由下落,打到桩上,锤与桩的作用时间极短,作用后锤不弹起而与桩一起运动,桩被打入土中20cm深停止。如果桩受到地面的阻力大小跟它进入…”主要考查了你对  【功能关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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