题目内容
【题目】在生活、生产中我们常遇到下面事例:打夯时夯锤被高高抛起又下落,砸在工作面上;打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落,打在桩面上…
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(1)请你再举一个类的事例:_____。
(2)这些事例涉及到的共同物理知识是:_____。
(3)小军看到打桩机,思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题,并提出猜想一:打击力的大小与重锤的质量有关。请你另提出一个猜想二:打击力的大小与_____有关。
(4)小军找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。设计实验方案如下:
a.用台秤分别称出排球和足球质量m1、m2。
b.在光滑平整的地板上放一张白纸,在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸的正上方一定高度静止下落,排球打在复写纸上,在白纸上留下打击的复写印迹。记为“印迹1”
c.换用足球从另一高度落下,重作上面的实验。得到足球打击的“印迹2”
d.如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力F1、F2的大小?小军有点为难,请你完成测出F1、F2的方案:_____。
【答案】铁匠用铁锤打铁或者举起石头砸地面等 利用力可以改变物体的形状或被举高的物体具有重力势能 下落高度 把“印迹1”放在台称上,再将排球放在“印迹1”上,用力向下压排球,使排球的形变与印迹1重合,读出此时台称的示数,再根据
,可以得出F1;用同样的方法测量F2
【解析】
重力势能的大小与物体的质量、被举高度有关,物体质量相同时,被举高度越高,重力势能越大;
在生活与生产中人们利用被举高的物体具有的重力势能对外做功,例如:铁匠用铁锤打铁或者举起石头夯实地面或用拦河大坝抬高水位,再让水流下冲击水轮机;
排球与地面碰撞时发生形变,在白纸上留下印迹,形变量最大时,排球原有的重力势全部转化为弹性势能,为了较准确地测出排球的打击力F,可以利用把排球形变复原的方法测出压力。
(1)重力势能越大,下落过程中转化成的动能越大,对外做功就越多,生活与生产中的应用例子很多,例如:铁匠用铁锤打铁或者举起石头砸地面或用拦河大坝抬高水位,再让水流下冲击水轮机等;
(2)打夯时使地面的形状发生变化;打桩机打桩时,将桩打入地面,使地的形状发生变化,都是利用力改变物体的形状,并且两种情况夯锤、打桩重锤都要被举高而具有了能量,所以也用到了重力势能的知识;
(3)根据事例中物体要被举高的现象,可以猜想打击力还与物体举高的高度有关;
(4)要想使两个力的大小相等,则使其作用效果相同就可以,故可将排球和足球印迹纸分别放在台秤上,并分别用手将排球和足球下压到与印迹完全重合,读出台秤的示数,因为台秤测量的是质量,再根据
,就可以分别得到F1、F2的大小。