如图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夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮突然彼此分开,将夯杆释放,随后,夯杆只在重力作用

发布时间:2020-08-06 08:47:19

如图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夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮突然彼此分开,将夯杆释放,随后,夯杆只在重力作用下运动,落回深坑,夯实坑底,且不反弹.然后两个滚轮再次压紧,夯杆再次被提到坑口,如此周而复始.己知两个滚轮边缘的速度恒为v=4m/s,滚轮对夯杆的正压力FN=2×104N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3,夯杆质量m=1×l03kg,坑深h=6.4m,假定在打夯的过程中坑的深度变化不大可以忽赂,取g=10m/s2.
(1)指出左、右滚轮压紧夯杆并提升夯杆时的旋转方向(“顺时针”或“逆时针”)
(2)求夯杆被滚轮压紧后,加速上升至与滚轮边缘速度相同时的高度;
(3)求打夯周期T.

网友回答

解:(1)左轮做逆时针方向转动,右轮做顺时针方向转动.
(2)对夯杆:
当夯杆与滚轮共速时,上升的高度:
(3)夯杆加速上升的时间:
此时夯杆下端离地面距离2.4m,随后以v=4m/s的速度竖直向上做匀速运动.
经时间:
此后夯杆做竖直上抛运动:
解得:t3=1.6s
故所求夯杆的周期为:T=t1+t2+t3=4.2s
答:(1)左轮做逆时针方向转动,右轮做顺时针方向转动.
(2)加速上升至与滚轮边缘速度相同时的高度为4m.
(3)打夯周期T=4.2s.
解析分析:(1)因为杆子向上运动,知所受的摩擦力向上,则左轮做逆时针方向转动,右轮做顺时针方向转动.
(2)根据牛顿第二定律求出夯杆的加速度,根据速度位移公式求出加速上升至与滚轮边缘速度相同时的高度.
(3)打夯的周期等于夯杆匀加速运动的时间、匀速直线运动的时间和在重力作用下做竖直上抛运动时间之和,结合运动学公式求出打夯的周期.

点评:本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
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