Question

【題目】一棱長(zhǎng)為10cm的正方體木塊，從距離水平面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）木塊的密度；
（2）木塊下落過程中，重力所做的功；
（3）木塊對(duì)地面的最大壓強(qiáng)；
（4）從開始下落到完全靜止的過程中，能量是怎樣變化的？

Answer 1

【答案】
（1）解：木塊的體積V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3，

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，可知木塊靜止時(shí)對(duì)地面的壓力F=6N，

則G=F=6N，

木塊的質(zhì)量m= = =0.6kg，

木塊的密度ρ= = =0.6×103kg/m3，

（2）解：重力所做的功W=Gh=6N×3m=18J，
（3）解：由圖象可知，木塊撞擊地面時(shí)的最大壓力為36N，s=10cm×10cm=100cm2=1×10﹣2m2，

則木塊對(duì)地面的最大壓強(qiáng)p= = =3.6×103Pa，

（4）解：一個(gè)木塊從高處下落的過程中，

從開始下落到完全靜止的過程中能量的變化是分過程的：①木塊落地之前，木塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能（不計(jì)空氣阻力）②木塊落地到最終靜止，木塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

【解析】（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(duì)地面的壓力，利用G=mg求得其質(zhì)量，已知木塊的棱長(zhǎng)，可求得其體積，然后利用ρ= 可求得其密度．（2）根據(jù)（1）求得的木塊的重力，利用W=Gh求得重力所做的功；（3）利用p= 求得木塊對(duì)地面的最大壓強(qiáng)；（4）①動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；②重力勢(shì)能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大；