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，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的壓力變化情況，并根據記錄的數據繪制了壓力隨時間變化的關系圖象，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．

Answer 1

分析 （1）根據繪制了壓力隨時間變化的關系圖象，可得出木塊靜止時對地面的壓力，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，利用壓強公式求最大壓強．

解答 解：
（1）根據壓力隨時間變化的關系圖象可知木塊靜止時對地面的壓力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：
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為3.6×10³Pa．

點評 本題考查了功和壓強的計算，能從圖象中找出有用的信息是本題的關鍵．