题目内容
在农村人们盖房打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示，打夯共有5人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实．某次打夯时，设夯锤的质量为80kg，将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为250N，力的持续时间为0.6s，然后松手．夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕．求：（1）四个人每次对夯锤所做的总功W？
（2）夯锤能够上升的最大高度？
（3）夯锤落地时对地面的平均作用力为多大？（g=10m/s2）
分析：（1）根据牛顿第二定律求出夯锤上升的加速度，从而求出松手时夯锤的速度，根据动能定理求出四个人每次对夯锤所做的总功．
（2）夯锤先向上做匀加速直线运动，松手后向上做匀减速直线运动，根据运动学公式求出夯锤上升的最大高度．
（3）对夯锤从最高点到速度为零整个过程为研究过程，运用动能定理，求出夯锤落地时对地面的平均作用力．
（2）夯锤先向上做匀加速直线运动，松手后向上做匀减速直线运动，根据运动学公式求出夯锤上升的最大高度．
（3）对夯锤从最高点到速度为零整个过程为研究过程，运用动能定理，求出夯锤落地时对地面的平均作用力．
解答：解（1）对夯锤，由牛顿第二定律得：
4F-mg=ma ①
v=at ②
解得：v=1.5m/s
h1=
at2=0.45m
根据动能定理得，W-mgh1=
mv2
解得：W=mgh1+
mv2=450J．
答：四个人每次对夯锤所做的总功W为450J．
（2）夯锤先做匀加速直线运动再做竖直上抛运动：
匀加速：h1=
at2=0.45m ③
竖直上抛：h2=
=0.1125m ④
∴上升的最大高度：H=h1+h2=0.5625m
答：夯锤能够上升的最大高度为0.5625m．
（3）对夯锤由动能定理得：
mg（H+d）-F′d=0-0 ⑤
解得：F′=2.33×104N
答：夯锤落地时对地面的平均作用力为2.33×104N．
4F-mg=ma ①
v=at ②
解得：v=1.5m/s
h1=
| 1 |
| 2 |
根据动能定理得，W-mgh1=
| 1 |
| 2 |
解得：W=mgh1+
| 1 |
| 2 |
答：四个人每次对夯锤所做的总功W为450J．
（2）夯锤先做匀加速直线运动再做竖直上抛运动：
匀加速：h1=
| 1 |
| 2 |
竖直上抛：h2=
| v2 |
| 2g |
∴上升的最大高度：H=h1+h2=0.5625m
答：夯锤能够上升的最大高度为0.5625m．
（3）对夯锤由动能定理得：
mg（H+d）-F′d=0-0 ⑤
解得：F′=2.33×104N
答：夯锤落地时对地面的平均作用力为2.33×104N．
点评：运用动能定理解题关键是选择合适的研究过程，判断出该过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列表达式．
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