题目内容
16.用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度v=4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01s,那么:(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大?(g取10m/s2)
(3)比较(1)和(2),讨论是否要计铁锤的重力.
分析 (1)(2)对铁锤,根据受力情况应用动量定理可以求出铁锤对钉子的作用力.
(3)由前2问的结论,分析哪种情况下可以不计铁锤的重量
解答 解:以铁锤为研究对象,设竖直向下为正方向,钉子对铁锤的平均作用力为$\overline{F}$
(1)则动量定理:I=$\overline{F}$×t=0-mv0得:$\overline{F}$=$\frac{0-m{v}_{0}}{t}$=-200N
由牛顿第三定律得:铁锤对钉子的平均作用力大小为200N
(2)$I=(\overline{F}+mg)•t=0-mv$ 得$\overline{F}=\frac{-mv}{t}-mg$=-205N
由牛顿第三定律得:铁锤对钉子的平均作用力大小为205N
(3)相对误差为$\frac{5}{200}×100%$=2.5%,可见不用考虑铁锤的重力;
答:(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是200N
(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是205N
(3)不用计铁锤的重力.
点评 本题考查动量定理的应用,要作用在求铁锤对钉子的作用力时,时间的长短是决定是否考虑铁锤的重力的关键因素.
练习册系列答案
相关题目
7.如图所示,E为电池组,L是自感线圈(直流电阻不计),D1、D2是规格相同的小灯泡,下列判断正确的是( )
A. | 开关S闭合时,D1先亮,D2后亮 | |
B. | 闭合S达到稳定时,D1熄灭,D2比起初更亮 | |
C. | 断开S时,D1闪亮一下 | |
D. | 断开S时,D1、D2均不立即熄灭 |
11.如图所示,在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度大小为$\frac{B}{2}$的匀强磁场.一带负电的粒子(不计重力) 从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场,且在x轴上方运动的半径为R.则( )
A. | 粒子经偏转一定能回到原点O | |
B. | 粒子完成一次周期性运动的时间为$\frac{πm}{3qB}$ | |
C. | 粒子射入磁场后,第二次经过x轴时与O点的距离为3R | |
D. | 粒子在x轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为1:2 |
1.作用于同一物体上的三个力,可能使物体做匀速直线运动的是( )
A. | 2N、3N、6N | B. | 4N、5N、6N | C. | 5N、5N、15N | D. | 3N、7N、10N |
8.下列说法正确的是( )
A. | 大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期 | |
B. | 当某种色光照射金属表面时,能产生光电效应,则入射光的波长越长,产生的光电子的最大初动能越大 | |
C. | 氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,氢原子的能量减小,电子的动能也减小 | |
D. | 卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变,核反应方程为${\;}_{4}^{2}$H+${\;}_{7}^{14}$N→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H,通过此实验发现了质子 |