Question

【題目】在生活、生產中我們常遇到下面事例：打夯時夯錘被高高拋起又下落，砸在工作面上；打樁機打樁時重錘被高高拉起又下落，打在樁面上…

（1）請你再舉一個類的事例：_____。

（2）這些事例涉及到的共同物理知識是：_____。

（3）小軍看到打樁機，思考“重錘對地面打擊力的大小與什么因素有關”的問題，并提出猜想一：打擊力的大小與重錘的質量有關。請你另提出一個猜想二：打擊力的大小與_____有關。

（4）小軍找來排球和足球模擬“打樁”來驗證猜想一。設計實驗方案如下：

a．用臺秤分別稱出排球和足球質量m1、m2。

b．在光滑平整的地板上放一張白紙，在白紙上疊放一張復寫紙。將排球從紙的正上方一定高度靜止下落，排球打在復寫紙上，在白紙上留下打擊的復寫印跡。記為“印跡1”

c．換用足球從另一高度落下，重作上面的實驗。得到足球打擊的“印跡2”

d．如何利用臺秤較準確地測出排球和足球的打擊力F1、F2的大小？小軍有點為難，請你完成測出F1、F2的方案：_____。

Answer 1

【答案】鐵匠用鐵錘打鐵或者舉起石頭砸地面等 利用力可以改變物體的形狀或被舉高的物體具有重力勢能 下落高度 把“印跡1”放在臺稱上，再將排球放在“印跡1”上，用力向下壓排球，使排球的形變與印跡1重合，讀出此時臺稱的示數，再根據，可以得出F1；用同樣的方法測量F2

【解析】

重力勢能的大小與物體的質量、被舉高度有關，物體質量相同時，被舉高度越高，重力勢能越大；

在生活與生產中人們利用被舉高的物體具有的重力勢能對外做功，例如：鐵匠用鐵錘打鐵或者舉起石頭夯實地面或用攔河大壩抬高水位，再讓水流下沖擊水輪機；

排球與地面碰撞時發生形變，在白紙上留下印跡，形變量最大時，排球原有的重力勢全部轉化為彈性勢能，為了較準確地測出排球的打擊力F，可以利用把排球形變復原的方法測出壓力。

（1）重力勢能越大，下落過程中轉化成的動能越大，對外做功就越多，生活與生產中的應用例子很多，例如：鐵匠用鐵錘打鐵或者舉起石頭砸地面或用攔河大壩抬高水位，再讓水流下沖擊水輪機等；

（2）打夯時使地面的形狀發生變化；打樁機打樁時，將樁打入地面，使地的形狀發生變化，都是利用力改變物體的形狀，并且兩種情況夯錘、打樁重錘都要被舉高而具有了能量，所以也用到了重力勢能的知識；

（3）根據事例中物體要被舉高的現象，可以猜想打擊力還與物體舉高的高度有關；

（4）要想使兩個力的大小相等，則使其作用效果相同就可以，故可將排球和足球印跡紙分別放在臺秤上，并分別用手將排球和足球下壓到與印跡完全重合，讀出臺秤的示數，因為臺秤測量的是質量，再根據，就可以分別得到F1、F2的大小。