Question

5．一边长为10cm的正方体木块，从距离水平地面3m 的高处由静止释放，空气阻力忽略不计，用压力传感器记录了从木块撞击地面开始到最后完全静止时的压力变化情况，并根据记录的数据绘制了压力随时间变化的关系图象，如图所示，（g取10N/kg）求：
（1）木块下落过程中，重力所做的功；
（2）木块对地面的最大压强．

Answer 1

分析 （1）根据绘制了压力随时间变化的关系图象，可得出木块静止时对地面的压力，利用F=G求木块重力，再利用W=Gh求得重力所做的功；
（2）由图得出最大压力，知道接触面积，利用压强公式求最大压强．

解答 解：
（1）根据压力随时间变化的关系图象可知木块静止时对地面的压力F=6N，
则木块的重力G=F=6N，
重力所做的功：
W=Gh=6N×3m=18J；
（2）由图象可知，木块撞击地面时的最大压力F_最大=36N，
受力面积：
S=10cm×10cm=100cm²=1×10^-2m²，
则木块对地面的最大压强：
p_最大=$\frac{{F}_{最大}}{S}$=$\frac{36N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3.6×10³Pa．
答：（1）木块下落过程中，重力所做的功为18J；
（2）木块对地面的最大压强为3.6×10³Pa．

点评 本题考查了功和压强的计算，能从图象中找出有用的信息是本题的关键．