Question

【题目】如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物块在恒定拉力F作用下从与铁钉接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击铁钉后两者一起向下运动。若以初始状态物块与铁钉接触处为零势能点，物块上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。撞击前不计所有摩擦和空气阻力，已知铁钉的质量为0.2kg，g=10m/s2．则

A.物块在F作用下向上运动的加速度大小为

B.物块上升过程的最大速度为

C.物块上升到高度处拉力F的瞬时功率为12W

D.铁钉被撞击后瞬间速度大小为

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A．除重力之外其它力做的功等于机械能的增加，即△E=F△h，所以：

F==N=12N

根据牛顿第二定律可得：

a==2m/s2

故A符合题意。

B．物体上升1m高度时速度最大，根据速度位移关系可得：

v==m/s=2m/s

故B不符合题意。

C．物块上升到0.25m高度处时速度为：

v1===1m/s

拉力F的瞬时功率为

P=Fv1=12W

故C符合题意。

D．物体撞击铁定前的速度为v0，全过程根据动能定理可得：Fh=，代入数据解得：v0=2m/s

碰撞过程中内力远大于外力，动量守恒，根据动量守恒定律可得：mv0=（m+m′）v共，代入数据解得：

v共= m/s

故D不符合题意。