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试题内容

如图所示,一质量为2 kg的铅球从离地面H=2 m高处自由下落,陷入沙坑h=2 cm深处,求沙子对铅球的平均阻力.(g取10 m/s2

答案解析

【答案】

2 020 N

【解析】

解法一(应用牛顿第二定律与运动学公式求解)

设铅球做自由落体运动到沙面时的速度为v,则有v2=2gH

在沙坑中运动的阶段,小球做匀减速运动的加速度大小记为a,则有v2=2ah.联立两式解得

铅球在沙坑中运动时受到的平均阻力记为Ff,由牛顿第二定律得Ffmgma,所以.

解法二(应用动能定理全程求解)

铅球下落全过程都受重力,只有进入沙中铅球才受阻力Ff.

重力做功WGmgHh

而阻力做功Wf=-Ffh

由动能定理得mgHh)-Ffh=0-0

代入数据得Ff=2 020 N.

所属考点

动能定理

动能定理知识点包括动能定理知识点梳理、对动能定理的理解、动能定理的应用、动能定理与图像综合问题、动能定理在多阶段、多过程综合问题中的应用等部分,有关动能定理的详情如下:

录入时间:2021-02-02 10:28:41