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

题文

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F_N=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：



小题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；
小题2:夯杆自坑底上升的最大高度；
小题3:夯杆往复运动的周期。

题型：未知 难度：其他题型

答案

小题1:


小题2:


小题3:

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解析

(1)夯杆自坑底开始匀加速上升，由牛顿第二定律得


        


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


       







    




     


杆往复运动的周期

   (5分)

考点

据考高分专家说，试题“如图所示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。

匀变速直线运动

定义：
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动，即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。

特点：
a=恒量。

匀变速直线运动规律(基本公式)：
速度公式：v=

位移公式：x=
速度平方公式：
位移公式：x=
速度平方公式：

位移—平均速度关系式：x=

匀变速直线运动的几个重要推论：

1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：S_Ⅱ－S_Ⅰ＝S_Ⅲ－S_Ⅱ＝…＝S_N－S_N－1＝ΔS＝
   

   匀变速直线运动的几个重要推论：

   1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：S_Ⅱ－S_Ⅰ＝S_Ⅲ－S_Ⅱ＝…＝S_N－S_N－1＝ΔS＝
      (此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论：S_n＋m－S_n＝
      ，其中S_n、S_n＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。
   2. 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即。
   3. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v₀和末速度v平方和一半的平方根，即v_s/2＝，其中S_n、S_n＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。
   4. 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即。
   5. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v₀和末速度v平方和一半的平方根，即v_s/2＝
      。

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