Question

5．一邊長為10cm的正方體木塊，從距離水平地面3m 的高處由靜止釋放，空氣阻力忽略不計(jì)，用壓力傳感器記錄了從木塊撞擊地面開始到最后完全靜止時(shí)的壓力變化情況，并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制了壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，如圖所示，（g取10N/kg）求：
（1）木塊下落過程中，重力所做的功；
（2）木塊對地面的最大壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)繪制了壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，可得出木塊靜止時(shí)對地面的壓力，利用F=G求木塊重力，再利用W=Gh求得重力所做的功；
（2）由圖得出最大壓力，知道接觸面積，利用壓強(qiáng)公式求最大壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）根據(jù)壓力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象可知木塊靜止時(shí)對地面的壓力F=6N，
則木塊的重力G=F=6N，
重力所做的功：
W=Gh=6N×3m=18J；
（2）由圖象可知，木塊撞擊地面時(shí)的最大壓力F_最大=36N，
受力面積：
S=10cm×10cm=100cm²=1×10^-2m²，
則木塊對地面的最大壓強(qiáng)：
p_最大=$\frac{{F}_{最大}}{S}$=$\frac{36N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3.6×10³Pa．
答：（1）木塊下落過程中，重力所做的功為18J；
（2）木塊對地面的最大壓強(qiáng)為3.6×10³Pa．

點(diǎn)評 本題考查了功和壓強(qiáng)的計(jì)算，能從圖象中找出有用的信息是本題的關(guān)鍵．