练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底，夯杆不反弹，设夯杆与坑底的接触时间为t=1.0s，然后两个滚轮再次压紧，将夯杆提上来，如此周而复始．已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4.0m/s，每个滚轮对夯杆的正压力均为F=2.0×104N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.30，夯杆质量m=1.0×103kg，坑深h=6.4m．假定在打夯的过程中坑的深度不变，g=10m/s2，求：
    （1）从夯杆开始向上运动到刚开始匀速运动，夯杆上升的高度H是多少？
    （2）每个打夯周期（从夯杆刚离开坑底到下一次夯杆刚离开坑底的时间）中，电动机对夯杆做的功W；
    （3）打夯周期T．
    分析：（1）夯杆从静止开始先做匀加速运动，当夯杆的速度等于滚轮边缘的线速度后开始做匀速直线运动，由牛顿第二定律求出夯杆做匀加速运动的加速度，然后由匀变速运动的速度位移公式求出夯杆上升的高度．
    （2）电动机对夯杆做功，转化为夯杆的动能与重力势能，求出夯杆动能与势能的增加量即可求出电动机对夯杆做的功．
    （3）夯杆的运动过程包括：匀加速上升、匀速上升、竖直上抛、自由落体．求出整个过程的时间，即为打夯周期．
    解答：解：（1）对夯杆由牛顿第二定律得：
    2μF-mg=ma，解得：a=2m/s2，
    当夯杆速度增加到4m/s时，
    夯杆上升的高度为：H=
    v2
    2a
    ，
    解得：H=4m；
    （2）电动机对夯杆所做的功等于夯杆增加的机械能，
    W=EP+EK=mgh+
    1
    2
    mv2=1.0×103×10×6.4+
    1
    2
    ×1.0×103×42=7.2×104J；
    （3）夯杆从开始运动到落回原处共经历四个运动过程：
    向上匀加速运动、向上匀速运动、向上竖直上抛运动，向下自由落体运动．
    匀加速运动的时间t1=
    v
    a
    =
    4m/s
    2m/s2
    =2s，
    匀速运动的时间t2=
    h-H
    v
    =
    6.4m-4m
    4m/s
    =0.6s，
    竖直上抛上升过程的运动时间t3=
    v
    g
    =
    4m/s
    10m/s2
    =0.4s，
    竖直上抛的位移h′=
    v2
    2g
    =
    42
    2×10
    =0.8m，
    自由落体运动：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）从夯杆开始向上运动到刚开始匀速运动，夯杆上升的高度H是4m．
    （2）每个打夯周期中，电动机对夯杆做的功为7.2×104J．
    （3）打夯周期为4.2s．
    点评：解决本题的关键理清夯杆的运动过程，知道夯杆在一个周期内先做匀加速上升，再做匀速上升，最后匀减速上升到零，做自由落体到坑底．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网农民工是活跃在城镇和乡村中最积极、最能干、最可敬的新生力量．在建筑工地上，他们设计了一种简易的滑轨，将一些建筑材料由高处送到低处，如图所示，两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处．在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，某一建筑工地上，工人利用绕过定滑轮的绳子牵拉质量为m的建筑材料，设绳子的拉力大小恒为F（F＜mg），建筑材料在水平地面上从A点起由静止开始做直线运动，先后经过B、C两点的动能分别为EKB、EKC，材料从A点至B点和从B点至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，已知AB=BC，绳子质量以及绳子与滑轮间的摩擦不计，则下列关系一定正确的是（　　）
    A、W1＜W2B、W1＞W2C、EKB＜EKCD、EKB＞EKC

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，某一建筑工地上，工人利用绕过定滑轮的绳子牵拉质量为m的建筑材料，设绳子的拉力大小恒为F（F<mg），建筑材料在水平地面上从A点起由静止开始做直线运动，先后经过B、C两点的动能分别为EKB、EKc，材料从A点至B点和从B点至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，已知AB=BC，绳子质量以及绳子与滑轮间的摩擦不计，则下列关系一定正确的是　 （　 　）

    　　 A．W1<W2　　　　 　　　 B．Wl>W2

    　　 C．EKB<EKC　　　 　　　 D．EKB>EKC

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2013年湖南省长沙市高考模拟物理试卷（带解析） 题型：单选题

    农民工是活跃在城镇和乡村中最积极、最能干、最可敬的新生力量。在建筑工地上，他们设计了一种简易的滑轨，将一些建筑材料由高处送到低处，如图所示，两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是

    A．减少每次运送瓦的块数
    B．增多每次运送瓦的块数
    C．用比原来较长的两根圆柱形木杆替代原来的木杆
    D．用比原来较短的两根圆柱形木杆替代原来的木杆

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2012年鲁科版高中物理必修2 1.2功和能练习卷（解析版） 题型：填空题

    在一个建筑工地上，工人使用如图 所示的滑轮组将一质量为20kg的重物提升到高处。动滑轮的质量是该重物质量的1/10（绳的质量和各摩擦力均不计）。若要把重物缓慢拉升5m，则绳子的自由端要移动的距离为        ，在这一过程中拉力所做的功为      ，而有用功为       ，额外功为       。

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案