质量为M=It的重锤由静止自由下落1.8cm后打到要加工的工件上,重锤打到工件上经0.1s静止不动,试求重锤打到工件上时对工件的平均作用力.(取g="10"m/s2)
◎ 题目
质量为M=It的重锤由静止自由下落1.8 cm后打到要加工的工件上,重锤打到工件上经0.1 s静止不动,试求重锤打到工件上时对工件的平均作用力.(取g="10" m/s2) |
◎ 答案
作用力是70 000 N,方向向下. |
◎ 解析
重锤打击工件的整个过程可分为两个阶段.第一阶段是重锤自由落体运动,下落的时间和与工件接触瞬间的速度可求.第二阶段是重锤打击工件,时间已知,这是研究力、力作用时间和物体运动状态变化的问题,应使用动量定理分析,在哪一段时间范围内使用动量定理呢?一种方法是对重锤打击工件的0.1 s时间内使用动量定理;另一种方法是从重锤开始自由下落到重锤打击工件结束,这一整个过程使用动量定理.哪种方法比较好,通过下面分析就可以看出来. 方法一:重锤下落1.8 m时的速度v=m/s="6" m/s重锤打击工件时,重锤受到向下的重力mg和工件对它向上的力N的作用,对重锤打击工件这段时间使用动量定理,取向上为正方向,重锤受到的总冲量为Nt-mgt,动量的增量为0-mv,根据动量定理有:Nt-mgt=0-mv,工件对重锤的作用力:N=mg-=[1 000×10-]N="70" 000 N.根据牛顿第三定律,重锤对工件的作用力为70 000 N,方向向下. 方法二:重锤下落时间为t0=s="0.6" s,重锤在自由下落过程中只受重力mg,重锤打击工件阶段受到向下的重力mg和工件对它向上的作用力N.对从重锤开始下落到打击工件结束的整个过程使用动量定理,以向下为正方向,重锤受到的冲量总和为mg(t0+t)-Nt,重锤初、末状态的动量均为零.根据动量定理,有: mg(t0+t)-Nt=0,N=="1" 000×10×(0.6+0.1)/0.1 N="70" 000 N,根据牛顿第三定律,重锤打击工件的作用力是70 000 N,方向向下.上述两种方法中,动量定理使用的范围不同,但最终结果相同.两种方法比较第二种解法比较简单. |
◎ 知识点
专家分析,试题“质量为M=It的重锤由静止自由下落1.8cm后打到要加工的工件上,重锤打到工件上经0.1s静止不动,试求重锤打到工件上时对工件的平均作用力.(取g="10"m/s2)…”主要考查了你对 【动量】,【冲量】 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。- 最新内容
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