Question

【题目】一棱长为10cm的正方体木块，从距离水平面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）木块的密度；
（2）木块下落过程中，重力所做的功；
（3）木块对地面的最大压强；
（4）从开始下落到完全静止的过程中，能量是怎样变化的？

Answer 1

【答案】
（1）解：木块的体积V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3，

根据记录的数据绘制了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G=F=6N，

木块的质量m= = =0.6kg，

木块的密度ρ= = =0.6×103kg/m3，

（2）解：重力所做的功W=Gh=6N×3m=18J，
（3）解：由图象可知，木块撞击地面时的最大压力为36N，s=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2，

则木块对地面的最大压强p= = =3.6×103Pa，

（4）解：一个木块从高处下落的过程中，

从开始下落到完全静止的过程中能量的变化是分过程的：①木块落地之前，木块的重力势能转化成动能（不计空气阻力）②木块落地到最终静止，木块的机械能转化为内能．

【解析】（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G=mg求得其质量，已知木块的棱长，可求得其体积，然后利用ρ= 可求得其密度．（2）根据（1）求得的木块的重力，利用W=Gh求得重力所做的功；（3）利用p= 求得木块对地面的最大压强；（4）①动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；②重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大；