题目内容
如图所示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”,电动机带动两个滚轮匀速转动将静止的夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮彼此分开,将夯杆释放,夯杆在重力作用下落回深坑,夯实坑底。如此循环往复。已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s,每个滚轮对夯杆的压力FN=2×104N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=O.3,夯杆质量m=1×103kg,坑深h=6.4 m,取g=IOm/s2。求:
1.夯杆自坑底开始匀加速上升,当速度增加到4m/s时,夯杆上升的高度;
2.夯杆自坑底上升的最大高度;
3.夯杆往复运动的周期。
1.![]()
2.![]()
3.![]()
解析:(1)夯杆自坑底开始匀加速上升,由牛顿第二定律得
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夯杆上升的高度 ![]()
解得
(5分)
(2)
,金属杆先匀加速4m,后匀速2,4m,当夯杆底端到达坑口时,两个滚轮彼此分开,夯杆竖直上抛 ![]()
解得 ![]()
所以,夯杆自坑底上升的最人高度
(5分)
(3)夯秆从开始运动到落回原处共经历四个过程,向上匀加速运动、向上匀速运动、向上竖直上抛运动、向下自由落体,这四段的时间分别为t1、t2、t3、t4;由题意得
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杆往复运动的周期
(5分)
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