高三物理问题(做功)用铁锤将一铁钉击入木板,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比,铁锤第一次打击时,能把铁钉击

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  • 分析:

    铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做功,但本题中的摩擦力不是恒力,而是大小与深度成正比,即 f=kx,这种情况下,可用平均阻力来代替:

    设第一次击入深度为x1,则平均阻力为:f1=kx/2,做功为:W1=f1x1=kx1^2/2;

    第二次击入深度为x1到x2,平均阻力:f2=k(x2+x1)/2;在位移x2-x1上做功为:

    W2=f2(x2+x1)=k(x2^2-x1^2)/2;

    由于两次做功W1=W2,即 kx1^2/2=k(x2^2-x1^2)/2,

    ∴x2=√(2)x1≈1.41(cm)

    故Δx=x2-x1=0.41cm