题目内容
【题目】在许多建筑工地经常使用打夯机将桩料打入泥土中以加固地基。打夯前先将桩料扶起、使其缓慢直立进入泥土中，每次卷扬机都通过滑轮用轻质钢丝绳将夯锤提升到距离桩顶h0＝5 m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上并不弹起，而随桩料一起向下运动。(碰撞时间极短时,一动碰一静,碰后同速满足mv=(M+m)v共）设夯锤和桩料的质量均为m＝500 kg，泥土对桩料的阻力为f＝kh，其中常数k＝2. 0×104 N／m，h是桩料深入泥土的深度。卷扬机使用电动机来驱动，卷扬机和电动机总的工作效率为η＝95%，每次卷扬机需用20 s的时间提升夯锤。提升夯锤时忽略加速和减速的过程，不计夯锤提升时的动能，也不计滑轮的摩擦。夯锤和桩料的作用时间极短，g取10m／s2，求：
（1）在提升夯锤的过程中，电动机的输入功率；（结果保留2位有效数字）
（2）打完第一夯后，桩料进入泥土的深度。（可用根号表示）
【答案】（1）1.3kw（2）1.65m
【解析】
试题分析：（1）提升夯锤的过程中需做功为：
，得：
则卷扬机的输入功率为：
（2）依靠自重桩料可下沉
，有
，得：
夯在打击前的速度为：
夯锤砸在桩料上的过程时间短，近似看做动量守恒，在竖直方向上，由于夯锤砸在桩料上并不弹起，而随桩料一起向下运动，所以得：
打击后的共同速度为：
下冲过程的阻力是随距离均匀变化的力，可用平均力求做功，下冲过程用动能定理
则第一夯打击后桩料深入泥土的深度为：
【题目】某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图1所示。已知小车质量M＝214.6g，砝码盘质量m0＝7.8g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50Hz。其实验步骤是：
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度。
回答下列问题：
(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_____(填“是”或“否”)
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝_____m/s2
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝码盘中砝码的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
小车的加速度a/(m·s－2) | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
他根据表中的数据画出a－F图象(如图3)，造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是____________________________________，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_______________________________________，其大小为_____。